背景介绍
该汽化器为蒸汽加热水浴式二元汽化器，氮侧汽化量9000Nm3/h，氧侧汽化量15000Nm3/h，蒸汽为单路由底部进入后经若干喷头喷射，蒸汽压力约0.5MPa，氮、氧出口压力约2.0MPa，内部为盘管式结构，氮侧为内3层盘管，氧侧为外4层盘管。该汽化器处于空分装置的后备系统，设备为2003年制造，截至本次维修日期2014年10月，已使用11年。该汽化器筒体、列管等部件均为304不锈钢材质。
故障问题
本次故障为：在一次停用约2个月后的重新投用送气过程中，发现氮侧无法送出气体，后在出口流量计处发现有水排出，初步判断氮侧列管泄漏，冷凝水进入列管，液氮进入时，致水结冰，列管堵塞。另外，该汽化器使用过程中，多次出现筒体漏水的问题，多次经补焊堵漏。
解体发现
​打开汽化器侧下方人孔，发现蒸汽入口管道上的喷头已全部掉落（焊口处断裂）。
​氮侧管路充压时即发现有严重泄漏，一半以上列管汇聚到总管的焊缝处均泄漏。其中三处泄漏量很大。充压时，列管中部开始滴水（现场使用时漏入的水）。
单独氮侧充压2MPa放入水池查漏发现，除去上面提到的焊缝泄漏点，列管中部大大小小至少有九处冒泡（当然，列管中部也是存在焊接点的）。
单独氧侧充压2MPa放入水池查漏发现，各列管汇聚到总管的焊口处无泄漏，盘管中部泄漏点五处，其中三处轻微泄漏，两处泄漏量较大。
维修过程
​对氮侧各列管汇聚到总管的焊缝补焊，补焊时，顺着管路焊缝根部出现裂缝，母材已脆化，丧失韧性。补焊后泄漏量更大。
​对列管气焊加热，作着色检查，列管及汇聚总管均析出点状着色剂，并出现裂缝（应力腐蚀、晶间腐蚀的迹象）。现场已无法对列管进行焊接修补工作。
​氧侧各列管汇聚到总管处焊缝用气焊加热后着色探伤，无裂纹出现，比氮侧情况要好一些。
氧侧堵漏3处，其中列管中部2处，顶部总管1处。其中一根列管焊接时原焊缝处也出现裂缝现象，后割除该列管封堵。
氧侧泄漏较大的点已封堵完毕，打压2MPa放入水池，尚有2处较小的泄漏点位在中间几层列管。无法找出并修补。考虑泄漏量较小，且若要找出并修补，唯一的方法就是所有列管与总管连接处全部割除，单根试压。但这样的话一来工程量将增大很多，费用、工期将增加约1倍，且割除后再焊接可能再次出现类似氮侧的裂缝现象（因为氧侧已有一根泄漏点再焊接有裂缝现象），同样无法保证修复质量。后经商议决定，暂定这样维修后应急使用，尽快购置新汽化器。
原因分析
该汽化器算是坏得比较彻底，维修基本是以失败告终，虽说该汽化器已使用10年，但总结我们现场的使用情况，有一些原因是需要在日后的运行当中避免的。
​振动应该是该汽化器损坏的一个主要原因了，实际上，现场运行时，早在几年前运行时就能听见汽化器内部有“噼噼啪啪”的异音，怀疑喷头早已掉落，喷头掉落后，蒸汽的状态不稳定，本来是喷射速度非常快的很多个小股蒸汽，变成了喷射速度较慢的几个大股蒸汽，这是造成振动的主要原因，另外，蒸汽状态的破坏，也导致蒸汽和冷凝水之间的换热不均，管束容易产生热疲劳。至于喷头掉落的原因，和原喷头的结构设计以及焊接、热处理质量有较大关系。此外，文中开始提到的筒体泄漏问题，实际上检修解体时发现，筒体外部的泄漏补焊点，在内部均为固定汽化器芯子的支架焊接点，且泄漏点内部均存在裂缝，怀疑为芯子振动拉裂。
​原汽化器厂家也在后期的设计中改进了喷头结构。
除振动、焊接与热处理、热疲劳外，该汽化器可能还存在氯离子腐蚀。对与本例中的304不锈钢，汽化器内部本身温度就较高，焊接点处极易出现晶间腐蚀。该问题可从材质、氯离子浓度以及焊接工艺上进行控制。
以上原因，仅为笔者从定性的角度进行非常浅显的分析，若要刨根问底的话，我想在本次的维修实例中，还需要进行一系列的化验分析工作。不过，我想，实际生产过程中，若控制好上文提到的几点因素，必将对该汽化器的运行效果带来较大改善。
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发表于 2014-10-26 14:07:29
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