国内某石化单位的关键设备3D620醋酸精馏塔主体和内件均为耐蚀性材料TA2,但是在使用中发生了较为严重的腐蚀。上部塔壁的腐蚀减薄和塔盘的断裂不仅降低了设备预期的使用寿命,还直接影响了生产效率和系统的安全稳定生产,甚至对产品质量和整个醋酸乙烯系统的正常运行都造成了较大的影响。迫切需要解决材料的腐蚀问题并提出合理的维修方案,尽快恢复生产。研究分析3D620塔钛材腐蚀形貌后发现:冲刷腐蚀和氢脆是两种主要的失效方式,并伴有一定程度的缝隙腐蚀和点腐蚀。进一步研究钛材的失效方式可以得出,高温含杂醋酸溶液在高速流动时引起钛材冲刷腐蚀,还原性醋酸环境造成塔盘氢脆失效。明确了醋酸环境对材料的影响因素,为设备的选材提供了理论依据。并通过现场挂片试验确定了适用于该环境的耐蚀材料C-276和Zr-3,对比二者的物理及力学性能后优化设备选材为C-276。根据选材结果,制定了局部改造方案:用C-276材料更换腐蚀严重的42#塔盘以上部分TA2塔体及内件。以满足使用要求和便于制造为前提,对3D620塔的两种不同材料塔体的连接结构、内件结构等进行优化设计。针对C-276和TA2不能直接熔焊的特点,采用了法兰螺栓连接结构将上下两段不同材料塔体有效可靠连接。并通过建立力学模型,对各主要受压元件(塔体、封头、法兰等)进行了受力分析。在精确计算并综合考虑后确定了满足使用要求的各元件最优厚度。焊接是容器制造的重要环节。本文通过可靠的焊接工艺评定,确定了C-276和TA2各自的焊接性能。根据焊接工艺评定结果制定了焊接工艺规程,针对不同的材料、结构及位置,详细的规定了各项焊接参数:焊接方法、填充材料、焊接层数、焊接时的电流电压等。化工设备的失效预防不仅从选材及结构设计角度予以保证,正确的制造工艺和检验方法也能降低或避免使用中许多可能出现的失效。本文最后对制造单位提出了塔体及内件制造时的尺寸公差和平面度等技术要求,保证制造过程和结果的可控性;通过对设备水压试验和气密性试验的规定以及不同类别焊缝无损检测方法的提出,检验部门对设备进行最后的质量控制。本文以钛材腐蚀为契机,研究分析了腐蚀原因和影响因素后对3D620醋酸精馏塔的选材进行优化。并从结构设计、强度设计、焊接参数的确定和制造检验几个方面对其进行了优化,使其在最短的时间内完成了改造,顺利安装并投入使用。此项目的顺利实施为大型设备的维修改造提供了新的思路,在行业内具有一定的借鉴意义。