专利名称：尿素生产设备中受强腐蚀装置的功能恢复方法
技术领域：
本发明涉及尿素生产设备中受强腐蚀装置的功能恢复方法。
本发明具体涉及受浸蚀和/或腐蚀的金属部件或装置的功能的修复和恢复方法，该浸蚀和/腐蚀是由于该部件或设备在高温和高压条件下与通常存在工业生产尿素设备中的流体包括与氨、尿素和/或氨基甲酸铵混合的水接触造成的。
众所周知可用工业流程生产尿素，该流程至少在设备的一些部件中要求高温高压操作条件。
在这些流程中，过量的氨和二氧化碳在一个和多个反应器中反应，反应器中压力通常在100和250巴之间，温度在150至240℃之间，作为最后产品得到一种水溶液，该溶液包括尿素、未转化成尿素的氨基甲酸铵和合成中所用的过量氨。接着净化上述水溶液，除去其中的氨基甲酸铵，方法是在分解器中进行分解，该分解器按顺序地操作于逐渐降低的压力下。在现有的大多数流程中，分解器中第一个分解器的操作压力基本上等于合成压力或稍低一点，而且一般用反萃剂来分解氨基甲酸铵并同时除去分解产物。反萃剂可以是惰性气体，或氨或二氧化碳，或惰性气体与氨和/或二氧化碳的混合物，也可以用溶解在来自反应器混合物中的过量氨进行反萃(自动萃取)，因而不需任何外加试剂。
氨基甲酸铵的分解产物(nh3和co2)与可能的反萃剂(惰性气体除外)通常一起凝聚在适当的凝聚器内，获得包含水、氨和氨基甲酸铵的液态混合物，该混合物然后再循环到合成反应器。在工艺上更先进的设备中，至少一个凝聚步骤是在大体等于反应器压力的压力下或稍低的压力下进行的。
作为参考，在现有的很多参考之中可以列出美国专利no.3886210，no.4314077，no.4137262和欧洲专利申请公布no.504996，这些专利根据上述特征说明生产尿素的流程。主要用于生产尿素的各种流程在j0hn wiley d sons出版公司出版的“化工全书”第三版(1983)21卷的548-574页进行了说明。
流程中最重要的步骤是氨基甲酸铵的浓度和温度处于最高时的步骤，因而在上述流程中，这些步骤与反应器中进行的步骤、以及与随后的操作条件与反应器操作条件相同或几乎相同的用于分解(或反萃)和凝聚氨基甲酸铵的装置中进行的步骤一致。在此装置中待解决的问题是由氨基甲酸铵、氨和二氧化碳引起的腐蚀和/或浸蚀问题，这些化学物在合成尿素所需要的高温和高压下，特别是在存在水的情况下相当于强腐蚀剂。
这种腐蚀问题在现有的工业设备中已经有不同的解决方法，在文献中还提出了另一些解决方法。事实上已有许多金属和合金可以在充分长的时间内承受在合成尿素的反应器中产生的可能的腐蚀条件。其中有铅、钛、锆和若干种不锈钢，例如aisi316l钢(尿素级)、inox 25/22/2 cr/ni/mo钢、奥氏体铁氧体特殊钢等。然而因为经济原因，这些装置不能完全用这些防腐合金或金属制造。一般采用用普通碳钢作的容器或柱子，可以作成多层的，根据其几何形状和要承受的压力(耐压件)其厚度在40至350mm，该容器与腐蚀性或浸蚀性流体接触的表面均匀衬一层2至30mm厚的抗腐蚀衬里。
具体是，反应器基本上由一个垂直“vessel”(容器)构成，从下面引入反应试剂，从上面排出反应混合物。耐压件通常由一个直径0.5至4m的缸组成，其壁作成多层壁或实心壁，两端用适当焊接在其上的盖子密封。在反应器内部，所有承受腐蚀的部分均衬一层抗腐蚀的衬里，该衬里可以用例如钛、铅、锆，或最好是上述的不锈钢(尿素级)。
随后的氨基甲酸铵分解器，特别是在其工作压力与反应器相同时，也由壳管式的交换器组成。在这种情况下“耐压件”也用普通碳钢制作，同时最好用钛或尿素级不锈钢作衬里。
离开分解器的气体通常在氨基甲酸铵凝聚器中再凝聚，该凝聚器仍归与类似于分解器中混合物(除去尿素)的物质接触，因此仍受到腐蚀。在这种情况下内衬最好也用上述特殊的尿素级不锈钢。
在上述装置或设备中，抗腐蚀衬里是这样制作的，将许多具有适当抗腐蚀性的构件组合在一起，使其在最后形成一种在高操作压力下密封的结构。为此目的所用的各种连接和焊接根据所要连接部件的几何尺寸和类型常常要求特殊的技术。
尽管不锈钢可焊接在下面由碳钢构成的“耐压件”上，但是它有较高的热膨胀系数，在操作期间容易沿焊线形成裂缝，而钛不能焊接在钢上，不管如何，因为其膨胀系数远低于碳钢，所以在焊接也有相同的裂缝问题。
为此采用了通常需要复杂装置和操作程序的技术。在某些情况下，可以在耐压件上用溶敷焊的方法形成衬里而不用将板材彼此焊接在一起。在另一些情况下，特别是在材料不能焊接在一起时，需要将衬里“爆炸”贴合在耐压件上，以保证得到满意的固定。
然而在所有上述装置上均形成一定数目的“排气预留孔”以检测抗腐蚀衬里的可能腐蚀损耗。
排气预留孔通常由直径8-15mm的由耐腐蚀材料作的小管构成，它插入到压力件中直插到压力件和金属或合金的耐腐蚀衬里之间接触的区域。如果由于高压衬里发生渗漏，则腐蚀性的内部流体将直接扩散进入衬里和压力件之间的空隙区，如果未查出这种渗漏，则这将会导致构成压力件的碳钢的很快腐蚀。排气预留孔的存在可以检测到这种渗漏。为此，在耐腐蚀衬里下面的空隙区必须至少与一个排气预留孔相通。对每个套圈预留孔的数目通常是2-4个，因此例如在反应器中，通常是30-60个预留孔。
上述装置的上部分一般至少有一个称作“检修孔”的检修圆形开口，通过该开口可以接触操作机构和控制装置，并可以进行小的内部修理。这些开口的直径通常在45-60cm之间，最多可以通过具有这种尺寸的物件。
尽管采取许多预防措施和上述结构的机械装置，但是操作在高压或中压下的装置的衬里因为与腐蚀性的过程流体例如生产尿素设备中的流体接触，其很大面积仍然经常受到严重的扩展的腐蚀，这种腐蚀很快使衬里有穿透的危险，并随后造成灾难性渗漏的危险，或者至少必须使设备停止运转进行修理，这种修理有时需要相当长的时间。
克服这种腐蚀现象涉及一些不容易解决的问题。最通常的是需要用新的装置替换已损坏装置，使设备停止运转和制作与安装新的装置这两件事需要极大的投资。当损坏相当严重时，要修理损坏的部分一般认为在实际上是不可能的，因为不能充分保证操作的安全性，而且修理又有实际困难。的确，为避免部分拆除，装置或设备的每次介入必需通过上述维修孔进行。但不可能将其尺寸不允许通过维修孔的金属层制品或其他物件插件装置。
考虑到受腐蚀的区域经常20-30m2左右，所以可以理解，要用新的均匀一致的衬里再衬在受腐蚀的区域上是绝对不可能的。
另一种大范围扩散的损害也涉及将修理限定在先前衬里上的问题。的确，可以认为，由于在受腐蚀区金属的损蚀相当严重，所以涉及直接在有关区域的焊接部和支承部以及在先前的衬里仍具有可靠特性的边缘处进行修理是不可靠的。
因为这些原因，所以一般认为，仅使用维修孔不可能恢复其大面积腐蚀衬里的功能。
因为上述的很多原因，所以一般认为，在生产尿素设备的高压或中压部分要进行装置的腐蚀衬里的修理和功能恢复操作是不妥当的，或在任何情况下，经济上是不划算的。
一般对这种腐蚀问题推荐的解决办法必然是替换已损坏的装置，即使这种办法涉及很高成本，而且必须相当长时间地中断生产线。
本申请人通过一种新途径对上述缺点已找到一种满意的有利的解决方法，这种方法可以有效地恢复该设备装置，具有很大的可靠性，又不必拆移，而且修理成本远低于完全更换装置所需要的成本。
因此本发明涉及一种工业设备中高压或中压部分的装置的修理和功能恢复方法，上述装置至少具有一个维修孔并包括内部防腐蚀的金属衬里，该衬里至少具有一个承受腐蚀的大面积，上述方法包括以下步骤(a)清洁受到腐蚀的区域，除去大部分腐蚀残渣；(b)在步骤(a)形成的清洁区域上形成适当的支承和/或保持表面，以便放置新的金属衬里；(c)在该支承和/或保持表面上以及邻接受腐蚀区的表面边缘上定位适当成形到符合装置内部形状的平板部件，直至受腐蚀区域完全被覆盖，该平板部件由在装置的操作条件下耐腐蚀的金属组成并具有可以穿过维修孔的尺寸，这些成形的部件彼此相邻放置；(d)焊接按步骤(c)相互结合的上述部件的相邻边缘，如果可能将该边缘也焊在该边缘下面的金属上，使得对每个单一成形的部件的焊接至少有一段中断焊接的距离，由此形成新的防腐蚀的金属衬里，在该衬里中在每个成形部件和下面的表面之间存在的间隙彼此连通，并与设备中的至少一个预留孔连通。
(e)沿上述中断的焊接距离，用适当尺寸的成形的板覆盖受过程流体作用的表面，将其边缘焊接在新的金属衬里上，以便得到一个完全密封的并在正常操作条件下耐腐蚀的装置内表面。
这样仅用装置的维修孔作仅有的入口便可以实现该维修方法。
本发明还涉及用上述修理和功能恢复方法得到的容器。
如上所述，本发明的方法特别适合于合成尿素设备中高压或中压部分的装置。这些装置基本上是尿素的合成反应器、未转换氨基甲酸铵的分解装置和hn3、co2以及生成的氨基甲酸铵的凝聚容器。
这些装置在存在包括水、氨、二氧化碳和氨基甲酸铵混合物的情况下操作在15-250个大气压和70-300℃温度下，氨基甲酸铵是这些化合物按照以下反应的凝聚产物
操作条件最好是100-250个大气压，120-240℃的温度。
在上述条件下，与腐蚀性混合物接触的设备表面最好用不锈钢、钛、锆、铅等制作。“尿素级”的不锈钢是最好的，例如aisi316l(尿素级)钢、inox25/22/2 cr/ni/mo钢、奥氏体铁氧体特殊钢等。这种耐腐蚀的金属或合金通常不构成装置的整体而是其厚度最好在2-30mm的衬里。
在本发明具体涉及的生产尿素的通常工业设备中，属于高压或中压部分的上述装置其容积通常在2000-40000升之间，除去可能的管道(热交换器等)与腐蚀性流体接触的展开的内表面在8-450m2之间。对本发明来说，当装置的内表面具有至少一个其面积大于维修孔部分两倍的受腐蚀区域时，该装置被认为是具有大面积的受腐蚀区。
本申请中所用的术语“腐蚀”、“腐蚀性的”和“受腐蚀”是没有差别地指仅包括化学性腐蚀的过程，或物理性浸蚀的过程或联合两种腐蚀性的过程。
本发明的方法也可以用于其壁没有内衬的装置，但装置主要用耐腐蚀的金属或合金制作。在这种情况下，在本申请中所用的术语“内部防腐蚀衬里”还包括具有防腐蚀特性的装置的壁。
按照本发明的方法，必需清洁受腐蚀的区域。受腐蚀区域通常表现为由腐蚀残渣(氧化物、碳化物等)覆盖的不规则表面，或没有完全腐蚀的金属表面层，但不再是整体。表面的不规则性(或粗糙度)也可以很深，腐蚀厚度在原衬里原厚度的约5％-100％之间变化，在100％的情况下，表示衬里有穿孔。
在本发明的步骤(a)中，清洁并不一定得完全除去腐蚀残渣，完全清除残渣已证明是太费时了(而且没有任何有利之处)，但是必需保证表面线度的稳定性和在以后装置工作期间没有可以起腐蚀引发剂作用的残渣。
按照本发明，可以采用任何适用的方法进行表面的清洁。这些方法包括用锉子锉、喷砂打磨、砂子打磨、研磨等打磨方法，或者用溶剂或化学试剂清洁的方法也能除去腐蚀残渣，由此产生一个线度稳定的层。清洁方法不排除联合上述方法。但是对本发明而言打磨清洁法最好。
在本发明方法的步骤(b)中，在步骤(a)适当清洁的表面上形成适当的支承区域或保持区域，以便随后配置新的衬里。
按照本发明的优选实施例，在步骤(b)中可以在受腐蚀区域获得比较光滑的表面，该表面的轮廓大体与邻接受腐蚀区区域的先前衬里的轮廓吻合，或者在不存在先前衬里轮廓之处，该表面的轮廓最好与凹凸表面的最凸出处准直。整个的受腐蚀区实际上由第一金属层覆盖，该金属层的材料通常与先前衬里的材料一致，其厚度是使得第一金属层的新表面与包围受腐蚀区的衬里的表面对齐。覆盖的方法通常是用焊接方法将预先成形的尺寸比较小的和具有符合由腐蚀形成的凹凸形的不规则几何形状的部件焊接在已清洁的表面上。或者也可以用熔敷焊的方法进行整个覆盖或覆盖其一部分。用这种方法可以获得第一不规则的填充层，然后再用适当的常用的方法使其平滑，直到剩下的凸凹不平处的最大深度达到最好小于1mm。对于本发明而言，用第一金属层进行的这种覆盖相对于下面的间隙必须是密封的。
按照本发明另一个优选实施例，步骤(b)在于沿随后按步骤c配置的金属成形部件的支承线设置具有适当宽度和厚度的小金属条。该条按表面曲率适当弯曲，用可以焊接到上述成形部件金属上的金属材料制作，最好采用与成形金属部相同的材料制作。条的厚度最好约等于原来未受损害衬里的厚度。条的宽度不是重要的，虽然该宽度可以使在随后的步骤(d)中容易焊接抗腐蚀的衬里并获得很好的密封性。这些小条的宽度最好在20-200mm的范围内。
按照本发明，板可以放在下面的支承平面上而不需要进行任何焊接。在设计和压力件结构标准允许时可以进行小量焊接使条固定，直到可以放置随后的层。板最好插入受腐蚀衬里上形成的适当槽中，从而可能达到耐压件的下面的金属。随后通过在步骤(d)和(e)执行的操作保证覆盖的最后密封，在密封处受腐蚀性流体作用的焊接呈密封的形式。不同条之间的表面可以按步骤(b)的前面形式的实施例所述方式填料，或者照这样留着，特别是如果板的平面和包围区域之间的位级差别相当小时(使得不至于因过分形变危及邻接层的焊接密封)。
本发明方法的步骤(c)包括将一块平的适当成形的并在装置的操作条件耐腐蚀的金属部件放置在按步骤(b)形成的表面上。在大多数情况下，特别是在生产尿素的设备中，化学处理装置为圆筒形，或至少具有弯曲部分。因此上述平部件必须弯曲或成形到符合待衬的表面。因为该部件容易变形，所以技术人员可以用通常的现成仪器达到这种弯曲。
成形部件彼此邻接配置以便于在随后步骤(d)中进行焊接。金属部件的形状应当适当选择，使得它们形成规则的平面，以便在定位之后没有间隙。矩形是最好的，而且大部分部件具有相同的尺寸。该尺寸应当可以通过维修孔进入装置的内部，同时还应当容易地盖住受腐蚀区，最好采用尽可能少的部件。本发明不排除在个别情况下采用可以更好符合受腐蚀区几何形状的不同形状。上述金属部件的厚度可以根据制作装置的金属和其操作条件而改变。最好采用2-30mm的厚度。
按照本发明的优选方面，新衬里的金属材料也不焊接在原衬里上，在后一种情况下，用金属作的可焊接在新衬里上的支承和/或保持条将适当地配置在受腐蚀表面上。
构成本发明成形部件(和新衬里)的金属或合金总是从已知的在设备的操作条件耐腐蚀的材料中选出。这种金属或合金最好选钛、锆或其合金，特别是选尿素级的不锈钢，如aisi316l钢，inox 25/22/2 cr/ni/mo钢、奥氏体铁氧体特殊钢等。选择腐蚀性高于原衬里(虽经测量)的材料可以留给这方面的专家。
本发明方法的步骤(d)包括焊接按步骤(c)所述方法作的成形金属部件。焊接方法不是重要的，可以采用已知的现有的任何方法，只要该方法可以保证焊接具有适合于装置操作条件的耐腐蚀性和机械特性。焊接最好用电弧电极焊或用钢杆的t.i.g焊(钨极惰性气体保护电弧焊)。将彼此邻接的金属部件的相邻边缘彼此焊接起来，最好将相同边缘焊接到在下面的支承表面上。
至少每个金属部件的边缘上有规则地留下一段距离不焊。此未焊的部分的长度最好在5-30mm之间，这部分构成各个部件下面的空隙区和相邻部件空隙区之间的连接点。未焊接长度的数目随装置的类型和已有的预留孔的数目而变化，平均来说，最好是每个成形板有1.5-2.5个未焊接的长度。未焊接长度的分布不一定是均匀的。简言之，对本发明而言，未焊接的长度和由此形成的连通点必需使在新衬里下面的任何空隙区放出的流体到达至少一个存在于装置耐压件中的预留孔。然而不一定要使所有空隙区(或空间)彼此连通，与预留孔连通就够了。
本发明的特定方面涉及使用不能焊接到制作新衬里材料的在步骤(c)中的金属或合金成形部件的情况。事实上在这种情况下，除非整个装置用新衬里覆盖，否则这些成形部件必须这样焊接，使其密封地焊接在受腐蚀区的边缘上，以便形成一种稳定的不渗透的耐腐蚀连接，在这种情况下，或许新衬里不能焊在原先的衬里上，而且也不能充分地将可以焊接在新衬里上金属条固定在该边缘上， 因为这不能保证在高压或中压下充分地密封流体。
在本发明的这一特别方面中，利用适当的双金属条可以容易克服上述缺点。双金属条最好由两个条组成，一个条可焊接到新衬里上而另一个条可焊接到原先衬里的金属上，这两种条在结构上用物理方法通过一个结合表面彼此结合在一起，在条的整个长度上形成密封的连接。该条仅在部分接合面上被结合在一起，从而得到如图5示出的不规则结构。根据这方面专家已知的技术，双金属条的密封连接最好用爆炸法将条彼此结合在一起。
在本发明方法的步骤(e)中，在成形金属部件之间的中断焊接的长度通过以下方法被覆盖，即将适当成形的金属条放置在这些中断焊接长度的顶部，然后将边缘密封地焊接在位于下面的金属上。这种操作必须这样进行，使得可以保证在装置中受过程流体作用的整个表面被密封，但是在新衬里下面的间隙区之间保持连通。采用一般的现有方法进行每个金属条边缘的焊接，最好用上述步骤(d)中所说明的一种方法焊接。
适合于本发明的板具有适当的可以覆盖中断焊接长度的尺寸，并且最好是方形的或矩形的。尺寸最好在20-200mm之间。条的厚度最好在4-25mm之间。这些板最好用与制作新衬里成形部件所用材料相同的金属或合金制作。但是可以用不同的材料，只要它能焊接在新衬里上。
按照本发明的方法并参考上面的说明，按照步骤(e)的中断长度的覆盖焊允许保持在衬里下面的每个空隙区与至少一个预留孔连通，同时可以保证与过程流体接触的表面被密封。这样，装置的功能便完全恢复，而且可以保证控制标准和安全标准仍旧一样。
原来在装置中的预留孔最好延伸到超过原来衬里的边界，达到新衬里的边界，从而提供或有助于与空隙区的连通，偶尔可能需要在没有足够数目预留孔的腐蚀区形成新的预留孔。
按照本发明实施例的特别形式，步骤(c)和(d)，或者步骤(c)、(d)、(e)可以同时进行，其意思是，上述各个步骤可以独立的在受腐蚀区的不同位置进行。例如，可以在操作区的某个区域放置步骤(c)的成形部件并开始焊接这些部件，同时在其它区域最好是相邻区域继续配置其它成形部件。自然，在受腐蚀区的各个一定的位置必须遵循上述的步骤顺序进行本发明的操作。
本发明的方法适合使腐蚀程度上和深度上可以发生很大变化的受腐蚀区域恢复功能。当受腐蚀区很大或者甚至腐蚀涉及整个装置内表面时，应用本方法将会得到特别有利的结果。
特别是，完全按照安全标准，本发明的方法可以完全恢复装置的原有功能，已经意外地发现，虽然新衬里上有许多焊线，这并不影响它寿命，因此可以保证该装置在相应新装置所使用的正常时间内具有很好的功能。
本发明的修理操作特别对鉴定新衬里产生的可能渗漏也使整个装置具有极好的安全控制性，不一定要在压力件中形成其它预留孔，或者只需在其中仅形成数目有限预留孔(不超过受腐蚀局部区域中原预留孔的20％)。因此另一个优点是修理操作不太复杂。
虽然本发明特别适合于尿素生产设备中装置功能的恢复，但是本发明的范围不排除本法或一个等价的方法应于其它装置，这些装置也操作在中压或高压和/或中温或高温下，而且也具有大面积腐蚀和难于修理的同样问题。
下面参考示于公开图中的附图、示意图和照片，这样可以更加理解本发明方法的应用特征。
图1示意示出合成尿素反应器纵向截面图；图2示意示出图1截面图的放大细节，特别示出在用本发明恢复功能之后受腐蚀的区域；图3示意示出通过在本发明方法的步骤(e)中配置金属条而恢复受腐蚀区的功能之后受腐蚀反应器的纵向截面细节；图4a是焊接在金属衬上的金属块(条)的照片，该金属块位于两片衬里下面的间隙区之间的连通位置，该衬里的边缘焊接在一起并焊接在位于下面的表面上；图4b是示于图4a的细节的放大图；图5示意示出双金属条的截面图，其中两种金属m1和m2没有彼此焊接，而且通过一个接合面接合在一起，形成交错结构。
在这些图中，为简单起见相同的部件用相同的编号表示。在图1、2和3中不同的部件未按比例画，从而可以清楚示出本发明的特有的特征。不同的图均示出本发明，但不以任何方式限制本发明。
图1中，反应器基本上包括耐压件，耐压件包括锻制的盖1和多层圆筒体2，圆筒体内衬耐腐蚀的金属衬里4。反应器上部结束于维修孔9及有关的闷头法兰。在下侧有氨酸5、二氧化碳的6和来自未转换成尿素的试剂再循环装置的甲氨的酯水溶液7的进入管线，以及起着气流分配器作用的环形件3。在反应器的中下侧，沿内筒成环形的是受腐蚀区8，该区域的功能已通过本发明的方法得到恢复。在图中未示出任何可能的支承装置和控制装置，也未示出预留孔或安全阀。
在图2示出的反应器截面中，还可以看到耐压件2，还可见到反应器的原来衬里4，该衬里受到腐蚀，腐蚀的近似深度由截面8示意示出。放在腐蚀区8顶部的是新衬里，该衬里包括通过焊线14彼此焊接在一起的成形部件11。在焊线14的许多点上，有金属块12，其边缘焊接在部件11上。在金属块的下面和在图2中未示出的是一段中断焊接的长度，从而使得位于部件11和其下的支承区域之间的间隙区域15之间连通。在反应器的侧边示意示出四个排气预留孔13。
图3再次示出上述图2中的大部分部件，即压力件2、反应器4的原衬里、受腐蚀区8、通过焊线14彼此焊接在一起的成形部件11、金属块12、间隙区15和预留孔13。图3截面图中还示意示出条16的截面，该条16构成两个成形部件11之间焊线14的支承，该成形部件11可焊接到原先衬里4的金属上。
在说明本发明总体和细节之后，下面说明作为实施例的实际例子，但是该实施例不以任何方式限制本发明。
例子下面进行每天出产600t尿素设备的内防腐蚀衬里的修理和功能恢复。
该反应器操作在230巴压力和190℃温度下，反应混合物在稳定条件下包括nh3、co2、尿素、水和作为纯化剂的空气。按图1设计，反应器基本上包括垂直“vessel”(容器)，该容器由圆筒形的多层耐压件2(厚度3×47cm)组成，内径1.5m，长度17.2m，在其上下端部有两个半球形的锻制盖1。在上端部有维修孔9，该孔是圆的，直径约550mm。内部防腐蚀层4用尿素级的aisi316l钢制作，厚度约17mm。反应器内部容量约32000升。压力件展开的内表面约85m2。在压力容器中总共有26个预留孔26，它们彼此隔开适当的距离。在反应器的中下部分的一大片扇形8已受腐蚀，其高约4m，总面积约18m2。衬里的腐蚀平均深度11mm。
在试验耐压件的整体性和确信没有过程流体侵入而腐蚀到碳钢之后，用刷子刷受腐蚀区的衬里表面，除去大部分腐蚀残渣和可能的不稳定金属层。表面上比较明显的凹凸不平处特别是在腐蚀坑最深处用厚度3-5mm的25/22/2 cr/ni/mo填满，用点焊固定在原先的衬里上。剩下的不太深的腐蚀区用aisi316l尿素级钢熔敷焊填充。然后用锉或研磨法使整个受腐蚀面比较光滑。因此通过实际填充图2的部分8所示的浸蚀凹部便可以获得满意的支承表面。
在受腐蚀区中的预留孔穿过先前有的受腐蚀衬里和填充的如上所述固定的金属层。
然后将新衬里固定在由此形成的表面上，该新衬里是通过将矩形的金属板11(金属部件)连接起来形成的，该矩形板厚5mm并且适当弯曲，从而有利于支承和分布在反应器的表面上。每个金属板由点焊固定。每个板的尺寸约为400×1500mm，可以容易地穿过维修孔。金属板的抗腐蚀性通过取样按照标准方法astm a-262的通则c进行抗腐蚀试验，试验结果是不存在腐蚀性现象。金属板配置成完全覆盖腐蚀区，一直到该板部分重叠在这一区域的边界线上，即重叠在未受腐蚀损害的先前的衬里上。
然后沿相邻边缘将金属板用电弧焊彼此焊接在一起，焊接时使用具有与板相同组分的合金。焊接时沿焊线留下长度约10-20mm的距离不焊接，使得所有在金属板下面的区域至少与一个预留孔连通。为此目的没有特别的几何规则可遵循，只是要考虑到，围绕每个预留孔应当分支出从一个金属板到另一金属板的若干通道，由此可将所有位于下面的空隙连接到邻近的接连的预留孔。
随后用板盖住每个中断焊接长度的外部，该板的材料与反应器所用材料相同，该板为方形，边长约40-50mm。其厚度仍是5mm。然后将每个板的边缘焊接起来，焊接方法和衬里板一样。
进而沿由此形成的新衬里(覆盖整个受腐蚀区)的整个边缘将金属板焊接在先前的衬里(用aisi316l尿素钢，可焊接在25/22/5cr/ni/mo钢)上，由此可以保证整个反应器的衬里气密密封。
在操作结束时，每个在新衬里下面的空隙区与一个甚至两个预留孔连通，相对于抗压件中原来存在的预留孔并不需要形成另外的预留孔。
图4示出新衬里外观的重要细节，在已焊接板的位置，该板盖住两个金属板之间的中断焊接的长度。
操作结束后，为顺利地操作，对反应器进行了常规控制试验。具体是进行了如下试验按照asme viii标准第1节的附录8用渗透液体进行了焊接检查；按照asmev标准的条款10用氦气进行了气体密封试验；使反应器的内压达到设计标准规定的值(320巴)，进行压力试验。
所有上述试验均获得满意结果。
随后使这样修理的反应器在标准的设备条件下操作，除定期性停机进行普通维修外，连续操作至少两年。根据仔细考察，结果是没有进一步的大范围腐蚀现象。
权利要求
1.一种工业设备中高压或中压部分装置的修理和功能恢复的方法，该装置至少具有一个维修孔，在其内部包括耐腐蚀的金属衬里，该衬里上至少有一个大面积的受到腐蚀的区域，该方法包括以下步骤(a)清洁受腐蚀区，除去其大部分残渣；(b)在步骤(a)形成的已清洁区域上形成适当支承表面和/或保持表面，以便放置新的金属衬里；(c)在此支承表面和/或保持表面上和邻接受腐蚀区的表面边缘上配置平板部件，直到完全覆盖受腐蚀区，该平板部件适当成形，使其符合装置的内部轮廓，它由在装置操作条件下抗腐蚀的金属构成，其尺寸可以穿过维修孔，这些成形部件彼此相邻配置；(d)焊接在步骤(c)中形成的上述部件的相邻边缘，使其结合在一起，并且如有可能将该边缘焊接在这些部件下面的金属上，使得这种焊接对每一个单一的成形部件至少有一段中断焊接的长度，由此形成新的抗腐蚀金属衬里，在这种金属衬里中，在每个成形部件和下面的表面之间存在的间隙彼此相连通，并至少与装置主体中存在的一个预留孔连通；(e)围绕上述中断焊接长度用适当尺寸的和成形为一定形状的金属块覆盖暴露于过程流体的表面，并通过其边缘将其焊接在新的金属衬里上，由此得到完全密封的并在正常操作条件下抗腐蚀的装置的内表面；采用设备的维修孔作唯一的入口便可完全实现这种修理方法。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述装置是生产尿素设备的一部分。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上述装置是合成尿素的反应器，或甲氨酸酯凝聚器，或甲氨酸酯分解器；
4.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，上述装置的操作压力在100-250个大气压之间。
5.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，上述装置的体积在2000-400000l之间，与过程流体接触的内表面(除开管道)在8-450m2之间。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上述抗腐蚀金属衬里的厚度在2-30mm之间，基本上用金属制作或合金制作，所用材料选自钛、锆、铅、aisi316l钢(尿素级)、inox25/22/2cr/ni/mo钢或奥氏体铁氧体特殊钢。
7.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中的上述成形金属部件是矩形的，其厚度约2-30mm之间。
8.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中的上述成形金属部件基本上由从钛、锆、钛-锆合金、inox25/22/2cr/ni/mo钢或奥氏体铁氧体特殊钢中选出的金属或合金制作。
9.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中的上述中断焊接长度平均来说在每个成形金属部件上形成1.5-2.5个，其长度约5-30mm。
10.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤(e)中的上述金属块是方的或矩形的，尺寸在20-200mm之间，厚度在4-25mm之间。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，上述金属块基本上采用与新衬里相同的金属或合金制造。
12.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在修理结束时，在上述装置中仍然是原来的预留孔。
13.如上述任一项权利要求所述的方法，在步骤(d)中包括形成基本上由不能焊接到装置原防腐蚀衬里上的金属构成的新金属衬里，而步骤(b)中配置不能焊接在上述受腐蚀区表面上的金属块，上述金属块可焊接在构成上述新衬里的金属部件上，金属块的配置对应于支承线。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，采用双金属条将新衬里密封焊接在受腐蚀区的边缘上，双金属条的上半部焊接在上述新衬里上，其下部焊接在装置的原防腐蚀衬里上。
15.一种化学处理装置，通常操作在工业设备中的高压或中压下，与可能腐蚀性的过程流体接触，包括维修孔和内部防腐蚀金属衬里，该衬里至少具有一个大面积的受腐蚀区，其特征在于，采用权利要求1所述的方通过修理操作已经恢复上述装置的功能。
16.在尿素生产设备的高压或中压部分的一种化学处理装置，包括维修孔和内部防腐蚀金属衬里，该衬里至少具有一个大面积的受腐蚀区，其特征在于，采用权利要求2-14所述的方法通过修理操作已经恢复上述设备的功能。
17.如权利要求16所述的化学处理装置，该装置由合成尿素反应器组成。
全文摘要
修理和恢复装置功能的方法，该装置用于尿素合成设备中，在承受高压或中压期间受到内部腐蚀。该方法包括1)清洁受腐蚀区；2)在清洁的受腐蚀区形成适当的支承表面和/或保持表面，以便放置新的金属衬里；3)形成新的防腐蚀密封衬里，方法是定位和焊接适当成型的彼此相邻配置的平部件和金属板，使其符合装置的内部轮廓，使得在新衬里下面的空间和间隙均与至少一个耐压件中的预留孔连通。
文档编号c07c273/04gk1158582sq95195247
公开日1997年9月3日 申请日期1995年9月8日 优先权日1994年9月22日
发明者切萨雷·菲奥拉, 弗兰科·格莱尼利 申请人:斯南普罗吉蒂联合股票公司