高温炉管安全评价及寿命预测系统[1].pptx

高温炉管安全评价及寿命预测系统; 石油化工行业是现代工业体系中的重要组成部分，制氢炉、转化炉、裂解炉是石化行业关键的高温设备，高温炉管是这些设备的核心部件。炉管服役条件恶劣，承受高温(900℃~1200℃)、高压(2.5~5MPa)及夹带颗粒的腐蚀性气体的冲蚀。;服役过程中会发生蠕变、热疲劳、氧化、渗碳、腐蚀等现象，造成炉管性能劣化甚至失效。任何一根炉管的损坏，均将造成整个装置停车，除造成巨大的经济损失外，还极易引发火灾、爆炸和人身伤亡事故。 ;;;图1 炉管爆裂;图2 高温炉管蠕变裂纹;对炉管性能的要求：

?良好的抗渗碳性能；

?良好的耐腐蚀性能；

?良好的抗高温蠕变性能；

?良好的抗热疲劳性能；

?良好的抗氧化性能；

?良好的导热及焊接性能;目前我国常用型号HK40、HP40、HP50等。;图3 高温炉管的铸态组织示意图;图4 高温炉管的宏观组织示意图;合金元素;造成炉管失效的因素大致可分为以下三类：

1、外应力或热应力引起的失效：蠕变变形；蠕变断裂；热疲劳破坏等。

2、腐蚀引起的失效：氧化；渗碳；氢腐蚀；硫腐蚀；钒腐蚀及氮化等。

3、材质劣化或材质缺陷引起的失效：?相脆化；组织劣化；475℃脆化；材质冶金缺陷等。;温度、应力均为常数;破裂管;目前高温炉管安全评价技术体系：

?涡流检测 ?化学成分分析

?渗透检测 ?渗碳层厚度测量

?超声检测 ?腐蚀状况分析

?组织分析 ?常温力学性能测试

?蠕胀测量 ?高温力学性能测试

?硬度测量 ? X射线衍射分析

?应力计算 ?扫描电镜观察;超声检测：高温炉管是离心铸造的奥氏体不锈钢，料晶粒粗大、表面粗糙。超声波检测大晶粒奥氏体不锈钢遇到的两个主要问题是粗大的树枝状晶和晶粒的择优取向，由于声阻抗的变化，晶界散射使较大部分能量耗散在晶界上，常规的超声检测方法是无法进行检测的。;图7 高温炉管粗大的树枝状组织;图8 超声反射法检测;