По материалам АО «НИИК»
Опубликовано на портале «Химическая техника», январь 2022
АО «НИИК» производит плановые и внеплановые ремонты на предприятиях по производству минеральных удобрений, чтобы продлить срок эксплуатации реакторов производств карбамида. Собственные технологии ремонта позволяют выполнять эти работы в кратчайшие сроки.
Основное количество реакторов, работающих по технологиям фирм Tecnimont, Stamicarbon, Snamprogetti, находится в эксплуатации более 35 лет, из-за чего часто наблюдается износ сварных швов и коррозионное утонение футеровки, близкие к критическим. При этом значительно повышается вероятность аварийных остановок и опасность поражения несущих корпусов колонн в случае сквозного пропуска через футеровку. Осознавая данную опасность, АО «НИИК» проводит коррозионные обследования, следя за состоянием сварных швов и основного металла футеровки реакторов производств карбамида, а при необходимости проводит работы по ремонту указанного оборудования.
В 2021 году подобные работы были проведены в четырех цехах по производству карбамида.
Замена трех поясов футеровки цилиндрической части, монтаж кольцевой вставки высотой 75 мм, замена переливной трубы в реакторе карбамида поз. 11-R-1, цех Карбамид-3 (1 очередь), АО «НАК «Азот», г. Новомосковск, сентябрь – октябрь 2021 года.
Технические характеристики реактора
Реактор синтеза карбамида изготовлен фирмой ATB (Италия) в 1977 году, с 1979 года находится в эксплуатации в АО «НАК «Азот» в цехе Карбамид-3 (1 очередь) поставки фирмы Snamprogetti. Представляет из себя вальцованно-сварной сосуд высокого давления с коваными днищами, футерованный изнутри сталью AISI 316L UG. Проектная толщина футеровки 8 мм. Внутренний диаметр аппарата 2 305 мм.
В 2008 году в связи с множественными проблемами, приводящими к сквозным пропускам, была произведена замена верхней части футеровки реактора поз. 11-R-1 (заменены два верхних пояса общей высотой 3570 мм от верхней сферы, а также уплотнительное кольцо и футеровка горловины высотой 218 мм) новой из стали типа 25-22-2. Работа выполнена силами ООО «НРСС» при техническом сопровождении специалистов АО «НИИК» по технологии, разработанной также специалистами АО «НИИК». Работы выполнялись в течение 49 дней.
Проблемы реактора
По итогам коррозионного обследования в 2019 году было выявлено утонение футеровки третьего и четвертого поясов (отсчет сверху) по зоне термического влияния сварных швов. Минимальная толщина футеровки составила 4,5 мм (при проектной 8 мм). Также были выявлены значительное уменьшение толщины стенки переливной трубы (до 2,3 мм) и коррозионный износ ее сварных швов.
Ход проведения работ
С 14 по 21 сентября 2021 года во время капитального ремонта в реакторе 11-R-1 была заменена футеровка третьего и четвертого поясов цилиндрической части реактора общей высотой 3460 мм. Новая футеровка изготовлена из стали 1.4466 толщиной 8 мм. Также была заменена переливная труба. Материал новой переливной трубы – сталь 316L толщиной 12 мм. Работа выполнена «под ключ» силами АО «НИИК» по разработанной им технологии ремонта реактора. При планировании и обсуждении работ с заказчиком был оговорен срок выполнения работ в течение 12 суток при круглосуточном режиме. После начала работ срок выполнения работ был уменьшен до 10 суток. В результате указанные работы были выполнены за рекордные 8 суток.
В ходе коррозионного обследования 20 и 21 сентября 2021 года было выявлено уменьшение толщины футеровки десятого пояса до 3,1 мм. Руководством АО «НАК «Азот» было принято решение о срочной замене указанного пояса, так как его толщина являлась критической, что могло привести к пропуску рабочей среды и соответственно к аварийной ситуации.
АО «НИИК» оказало помощь АО «НАК «Азот» в данном вопросе. Материал новой футеровки – сталь 1.4466, толщина 8 мм. Силами АО «НИИК» работа по замене десятого пояса цилиндрической части футеровки была выполнена за 5 дней в период с 22 по 26 сентября. Замена десятого пояса, кроме монтажно-сварочных работ, включала изготовление заготовок новой футеровки (поиск нового листового проката, вырезание листов в размер, вальцевание листов под внутренний диаметр колонны, подготовку кромок под сварку).
Однако после выполнения работ по замене пояса № 10 цилиндрической части футеровки при проведении гидроиспытаний по достижении давления 5 МПа была обнаружена течь из контрольной системы реактора. Давление в реакторе было сброшено до атмосферного, реактор был дренирован. Был проведен визуальный осмотр сварных швов и основного металла футеровки. При осмотре на сварном шве приварки сферической футеровки верхнего днища к цилиндрической части реактора (первый пояс, отсчет сверху) была обнаружена сквозная трещина. На оперативном совещании было принято решение вырезать сварной кольцевой шов приварки сферы к цилиндрической части по всему периметру и на его место вставить полосу шириной 75 мм из стали 1.4466, оставшейся после замены футеровки цилиндрической части.
После того, как вырезали кольцевую полосу шириной 75 мм на внутренней стороне этой полосы (сторона, обращенная к корпусу реактора) в месте обнаружения сквозной трещины проявились дефекты сварного шва в виде непровара корня.
После окончания всех ремонтных работ 5 октября 2021 года была проведена гидроопрессовка реактора давлением 16 МПа при температуре 90…95°С. Течи и падения давления при проведении испытаний не зафиксировано.
Заключение
Работа по замене трех поясов футеровки цилиндрической части, переливной трубы и монтажу кольцевой вставки высотой 75 мм выполнена «под ключ». Объем работ включал:
- разработку технической документации,
- изготовление и поставку устройств для прижатия футеровки,
- изготовление и поставку заготовок футеровки,
- изготовление и поставку новой переливной трубы,
- монтажно-сборочные и сварочные работы по замене футеровки и переливной трубы,
- неразрушающий контроль.
Режим работы: круглосуточно в две смены по 12 ч. Каждая бригада состояла из одного ИТР, трех монтажников и двух сварщиков.
Работа была выполнена за 16 суток.
Замена цилиндрической части футеровки, замена футеровки нижнего днища, замена 4-х штуцеров в колонне синтеза карбамида поз. R-901, цех Карбамид, АО ОХК «УРАЛХИМ», г. Березники, июнь 2021
Технические характеристики реактора
Реактор синтеза карбамида изготовлен фирмой Hessen Industrie A.G.Maschinenbau, ФРГ, в 1977 году, с 1981 года находится в эксплуатации в АО ОХК «УРАЛХИМ» в цехе производства карбамида, поставка фирмы Tecnimont. Представляет из себя многослойный сосуд высокого давления с коваными днищами, футерованный изнутри сталью X2CrNiMo 1812. Проектная толщина футеровки 11мм. Внутренний диаметр аппарата 1680 мм.
Проблемы реактора
В период последнего коррозионного обследования в 2018 году на поверхности футеровки нижнего днища (в центральной части) была обнаружена сетка поверхностных трещин. На швах приварки штуцеров входа реагентов к футеровке днища при проведении контроля капиллярным методом были обнаружены локальные поры и трещины длиной до 5 мм. При замерах толщины стенок футеровки реактора было выявлено утонение толщины трех нижних поясов футеровки по зоне термического влияния сварных швов. Минимальная толщина футеровки составила 4,8 мм (при проектной – 11 мм) и была отмечена на третьем поясе (отсчет снизу).
В связи с этим было принято решение в ближайший капитальный ремонт заменить футеровку нижнего днища, штуцер выхода плава, три штуцера ввода реагентов и три нижних пояса футеровки новыми, изготовленными из стали 1.4466.
Объем работ
В период с 10 по 26 июня 2021 года во время капитального ремонта в реакторе R-901 было смонтировано 14 поясов новой футеровки высотой 555 мм, общей высотой 7800 мм. Заменена футеровка нижнего днища. Толщина новой футеровки 8 мм. Заменен штуцер выхода плава и три штуцера ввода реагентов. Новая футеровка и штуцеры изготовлены из стали 1.4466.
Заключение
Работа по замене футеровки цилиндрической части и четырех штуцеров выполнена «под ключ». Объем работ включал:
- разработку технической документации;
- изготовление и поставку устройств для прижатия футеровки;
- изготовление и поставку заготовок футеровки и штуцеров;
- монтажно-сборочные и сварочные работы по замене футеровки;
- неразрушающий контроль.
Режим работы: круглосуточно в две смены по 12 ч. Каждая смена состояла из одного ИТР, четырех монтажников и двух сварщиков.
Работа была выполнена за 17 суток.
Замена двух поясов футеровки цилиндрической части в колонне синтеза карбамида поз. R-201, цех Карбамид 4, ОАО «Гродно Азот», г. Гродно, июль 2021 г.
Технические характеристики реактора
Реактор синтеза карбамида изготовлен в г. Брно (ЧССР) в 1985 году, с 1985 года находится в эксплуатации в ОАО «Гродно Азот», Республика Беларусь, в цехе Карбамид-4 поставки фирмы Stamicarbon. Реактор – цельносварной сосуд высокого давления с коваными днищами, футерованный изнутри сталью 1.4435. Проектная толщина футеровки 8 мм. Внутренний диаметр аппарата 2500 мм.
Проблемы реактора
Во время коррозионного обследования при проведении ультразвуковой толщинометрии футеровки реактора в 2020 году было выявлено утонение футеровки шестого и седьмого поясов (отсчет сверху) в зоне термического влияния сварных швов. Минимальная толщина футеровки составила 4,5 мм (при проектной – 8 мм).
Объем работ
В период с 5 по 16 июля 2021 года во время капитального ремонта в реакторе R-201 было смонтировано 6 поясов новой футеровки высотой 800 мм, общей высотой 4800 мм. Новая футеровка изготовлена из стали 1.4466 толщиной 8 мм.
Заключение
Работа по замене двух поясов футеровки цилиндрической части выполнена «под ключ». Объем работ включал:
- разработку технической документации;
- изготовление и поставку устройств для прижатия футеровки;
- изготовление и поставку заготовок футеровки;
- монтажно-сборочные и сварочные работы по замене футеровки;
- неразрушающий контроль.
Режим работы: в одну смену по 12 ч. Бригада состояла из одного ИТР, трех монтажников и двух сварщиков.
Работа была выполнена за 12 суток.
Замена футеровки нижнего днища, резьбовых штуцеров Р-1, Р-2, Р-3 и вихревого смесителя в колонне синтеза карбамида поз. R-901, цех Карбамид, КАО «Азот», г. Кемерово, июль 2021 г.
Технические характеристики реактора
Реактор синтеза карбамида изготовлен фирмой THYSSEN INDUSTRIE AG MASCHINENBAU WITTENSANNEN, ФРГ, в 1977 году, с 1982 года находится в эксплуатации в Кемеровском АО «Азот», в цехе по производству карбамида поставки фирмы Tecnimont. Реактор – многослойный сосуд высокого давления с коваными днищами, футерованный изнутри сталью X2CrNiMo 1812. Проектная толщина футеровки 11 мм. Внутренний диаметр аппарата 1680 мм.
Проблемы реактора
По результатам обследования в 2019 году состояние футеровки нижнего днища было признано неудовлетворительным из-за значительных коррозионных поражений. Отмечались многочисленные коррозионные трещины глубиной до 3 мм. Состояние штуцеров входа реагентов также было признано неудовлетворительным из-за многочисленных коррозионных трещин глубиной до 3 мм. Вихревой смеситель во время эксплуатации подвергся механическим повреждениям.
Объем работ
В период с 15 по 23 июля 2021 года во время капитального ремонта в реакторе R-901 заменена футеровка нижнего днища. Толщина новой футеровки 8 мм. Заменены штуцеры ввода реагентов Р-1, Р-2, Р-3 и вихревой смеситель. Новая футеровка, штуцеры и вихревой смеситель изготовлены из стали 1.4466.
Заключение
Работа по замене футеровки нижнего днища, штуцеров ввода реагентов Р-1, Р-2, Р-3 и вихревого смесителя выполнена «под ключ». Объем работ включал:
- разработку технической документации;
- изготовление и поставку устройств для прижатия футеровки днища;
- изготовление и поставку заготовок футеровки;
- изготовление и монтаж нового вихревого смесителя;
- монтажно-сборочные и сварочные работы по замене футеровки днища и монтажу вихревого смесителя;
- неразрушающий контроль.
Режим работы: круглосуточно в две смены по 12 ч. Каждая бригада состояла из одного ИТР, трех монтажников и двух сварщиков.
Работа была выполнена за 9 суток.
Уже в течение 10 лет АО «НИИК» производит ремонты «под ключ», что является существенным преимуществом для заказчиков и позволяет оптимально и оперативно решать любые технические задачи. Кроме того, накопленный за это время опыт постоянно обогащается во время выполнения различных технических задач.
