HP40Nb炉管爆管失效分析

采用宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微组织分析、EDS成分分析、SEM微观形貌分析等手段,对发生爆管的HP40Nb炉管进行了失效分析。分析结果表明,炉管发生了早期蠕变开裂失效,晶界碳化物颗粒的大量破碎和脱落促进了晶界蠕变孔洞的大量快速形成。     

蒸汽锅炉炉管爆裂失效分析

    对某烯烃厂爆裂破坏的蒸汽锅炉（F106）炉管,进行了宏观形貌、化学、金相、扫描电镜的分析.结果表明：炉管爆裂的原因是由于炉内爆管处局部温度过高（超温）,并在该温度下长期运行,管壁发生了高温蠕变,晶界出现蠕变裂纹,使得炉管强度降低所致.     

加热炉炉管爆裂失效分析

加热炉炉管在正常运行工艺条件下发生爆裂失效,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS分析等方法对爆裂炉管不同区域进行微观组织、形貌、断口以及腐蚀产物等进行分析。结果表明,炉管的化学成分符合1Cr5Mo的要求,不同区域的硬度及力学性能测试结果均满足石油裂化用无缝钢管中1Cr5Mo的要求。金相组织为贝氏体,在晶界与晶内出现珠光体分解的碳化物颗粒,晶粒粗化,贝氏体老化3~4级,爆裂启裂区断面粗糙,为正断型断口,而扩展区断面呈45°斜面,均呈韧窝特征的韧性开裂,扩展区则为撕裂型韧窝,断裂区内外壁表面裂纹内存在高温腐蚀垢物,裂纹尖端存在蠕变孔洞。     

乙烯裂解炉管焊接接头鼓胀高温寿命研究及失效分析

在高温服役过程中,炉管及焊接接头等工作部分会出现鼓胀问题。通过蠕变试验和有限元数值模拟技术,对比分析了鼓胀对炉管长期服役寿命的影响,同时通过对炉管的化学成分、金相及抗拉强度进行分析得到其差异的原因。通过对鼓胀和未鼓胀试样进行服役温度下的单轴蠕变试验,得到蠕变曲线,通过数据拟合得到改进K-R本构模型的材料损伤参数;利用有限元方法进行了蠕变损伤分析和寿命预测。2种试样的化学成分分析和拉伸性能分析表明材质不合格为其失效的主要原因之一;利用SEM对组织进行分析,发现炉管在高温下服役会发生渗碳,造成局部温度过高,导致材料的耐高温能力下降造成鼓胀,最终导致材料的失效。     

乙烯裂解装置炉管焊缝腐蚀失效分析

针对发生失效的乙烯裂解装置炉管焊缝,采用材料化学成分分析、宏观形貌观察、金相检查、扫描电镜和能谱分析等手段进行了失效分析,同时测量了原料油的终馏点,模拟了含焊接缺陷的炉管内的流场。结果表明:焊缝腐蚀区存在大量硫及低熔点共晶物;失效炉管段的介质温度处于加氢尾油的终馏点附近;活性硫在镍基焊缝偏聚,镍与硫形成的低熔点共晶物在高温下熔化,并被介质冲走,导致炉管快速腐蚀。     

服役HPM S-C合金炉管焊接接头研究

HPM S-C合金炉管具有耐高温、耐腐蚀、抗渗碳和抗蠕变等特点。对比研究该炉管在乙烯裂解炉辐射段服役前后组织的性能变化,重点分析背面充氩气保护小线能量TIG焊焊接新炉管与新炉管、服役炉管与新炉管、服役炉管与服役炉管的焊接接头的金相组织、拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。结果表明,服役后的HPM S-C合金炉管内壁存在渗碳,晶界析出大量脆性相,塑形指标显著降低,焊接接头热影响区的粗晶脆化进一步恶化了合金的变形能力。     

乙烯裂解炉炉管腐蚀穿孔失效分析

针对一段发生腐蚀穿孔失效的乙烯裂解炉炉管,采用宏观腐蚀形貌观察、材料化学成分分析、显微组织检查、腐蚀产物能谱分析等理化检验,结合炉管的工作条件进行失效分析,并提出建议改进措施。结果表明,向火面炉管腐蚀穿孔失效是由于高温下Cr2O3保护膜破坏而发生的金属粉化失效。对此次失效机理的探讨表明金属粉化在高于800℃温度下仍有可能发生,表面Cr2O3保护膜的破坏是关键因素。     

裂解炉管焊缝开裂原因分析

通过对裂解炉管进行宏观变形检查、力学性能分析、炉管及焊缝成分分析和显微组织分析等,确定了炉管焊缝开裂的失效原因。结果表明。炉管材质及其力学性能符合技术条件要求;炉管焊缝开裂的主要原因是由于焊丝材料选用了蠕变抗力较低的Inconel82钢,而非与管材同材质的36XS钢。而焊缝处实际使用温度较高,造成该处材料渗碳和氧化严重,降低了材料蠕变抗力也是造成焊缝开裂的原因之一。     

新型Cr18Ni9NbTiN奥氏体不锈钢的高温蠕变行为

采用RDL100型电子高温蠕变试验机测试了新型Cr18Ni9NbTiN奥氏体不锈钢在650 ℃不同应力下的蠕变性能。利用SEM、TEM及EDS等观察分析了220 MPa下不同蠕变阶段的组织形貌。结果表明,蠕变初期,晶内位错密度急剧增加,位错发生缠结,晶内有细小的NbN相弥散析出;稳态蠕变阶段,位错形成网状结构,晶内有TiN颗粒析出,链状(Cr, Fe)23C6沿晶界析出,位错网和析出的第二相共同降低了位错可动性,改善了合金抗蠕变性能;加速蠕变阶段,大量扩展位错出现,延长了蠕变寿命。Cr18Ni9NbTiN钢蠕变断裂属于沿晶脆性断裂,晶界处发现部分(Cr, Fe)23C6剥落,三叉晶界处发现楔形裂纹。     

换热式转化炉炉管断裂失效分析

通过化学成分分析、力学性能测试和断口分析等手段对断裂的换热式转化炉炉管进行了失效分析。结果表明,该炉管在使用过程中严重超温,导致了局部晶界液化及开裂,在收缩热应力及管承压差应力的继续作用下,热裂纹进一步扩展而形成脆性断裂。通过模拟热处理试验,推断失效炉管的温度至少达到1255 ℃。