炼油厂HP型制氢转化炉炉管破裂失效分析

采用宏观检查、金相组织、力学性能测试方法对某炼油厂制氢车间运行3.5万h即发生开裂的HP型制氢转化炉炉管进行了析。结果表明:炉管破裂失效的主要原因是高温蠕变破裂,长期超温运行是导致炉管提前失效的直接原因。     

烃类转化炉下尾管开裂原因分析

对烃类转化炉下猪尾管的破裂原因进行了分析,分析指出:炉管的下尾管开裂原因为应力腐蚀导致的蠕变裂纹。由于缺陷的存在,大大降低了晶粒间的结合力,是炉管开裂,造成泄漏的主要原因。     

裂解炉炉管开裂原因分析

对发生失效破裂的炉管进行了宏观形貌分析、断口形貌分析、金相分析、有限元应力分析等 ,得出导致炉管破裂的主要原因是炉管在制造过程中产生缺陷引起的应力集中和特定的腐蚀环境共同作用下产生应力腐蚀断裂。     

GK-Ⅵ型裂解炉辐射段炉管弯曲原因分析及防范措施

GK-Ⅵ型裂解炉在投料运行3年后,发生了严重的炉管弯曲现象。文中就此问题进行多方面的分析探讨,得出：炉管金属表面的周向温度差不是炉管弯曲的主要原因,炉管弯曲是材料高温下的蠕变引起的。并对此问题提出整改方案和预防措施。     

乙烯裂解装置W形炉管组蠕变弯曲变形的研究

本文对乙烯裂解装置Ｗ形炉管组的蠕变弯曲变形进行了分析，从Ｗ形炉管组内力分析及蠕变弯曲变形计算结果的分析中找出产生严重蠕变弯曲的原因，进而提出了对设计、使用有益的改进意见。     

浅析制氢转化炉炉管失效

在制氢装置停工检修中,发现转化炉炉管有部分炉管发生了失效。通过对失效炉管材料进行成分分析、力学性能分析、金相组织评价以及扫描电镜分析,结果表明:炉管材料成分合格,内壁金相组织基本正常;由于高温作用,外表面存在析出相、氧化层和金相组织转变;材质从内到外,局部区域产生高温蠕变,材质劣化,机械性能大幅度降低。     

乙烯裂解炉炉管损伤机理及剩余寿命评估

通过对BA-101乙烯裂解炉炉管进行金相、显微硬度及力学性能等试验研究,分析了该炉辐射段炉管损伤的原因,基于金相分析结果和Larson-Miller曲线评估与该炉管相同服役条件下其他炉管的剩余寿命。结果表明:BA-101乙烯裂解炉炉管运行30 660h后晶界出现蠕变孔洞,且内表面发生一定程度的渗碳,炉管渗碳部分与非渗碳部分之间膨胀系数不同,造成材料内应力增加,该应力与其他应力共同作用使炉管在停炉过程中发生较大损害。BA-101乙烯裂解炉炉管在管壁正常操作温度(1 000℃)时,剩余寿命约为17 000h。     

乙烯装置裂解炉管高温断裂失效分析

通过对2G4Cr25Ni35Nb裂解炉管劣化组织进行分析,提出HP40炉管高温断裂的机理—渗碳氧化伴随高温蠕变孔洞联合作用,晶体交会处形成微小裂纹及炉管内壁严重脱落,在短时超温、超载外界条件下发生断裂破坏。     

乙烷裂解炉炉管故障原因分析及设计改进

燕山石化公司化工一厂30万吨乙烯装置的乙烷裂解炉辐射段炉管使用仅4万小时即发生严重蜗变损伤,这是很不正常的,笔者根据该炉的使用情况,对炉管结构、材料及设计等方面进行了比较详细的分析和计算,认为原炉管设计温度偏低是造成炉管过早发生蠕变损伤的主要原因。笔者通过对几种炉管设计及参数选取方法的分析比较,提出了自己的看法;并据此对该炉炉管重新进行了设计计算。现在,该炉已根据这一计算结果,更换了新的炉管.新设计的炉管的使用寿命还有待于实践的验证。     

天然气蒸汽转化炉运行中存在的问题及解决措施

通过对天然气蒸汽转化顶部烧嘴转化炉在运行中出现的转化管在距顶部2～4米范围蠕变破裂、转化管弯曲变形、烧嘴火焰刚性差、火焰局部添管等异常现象和长周期运行时间短的问题进行技术分析,在此基础上从燃烧系统、转化炉炉管材质和维护保养、炉管恒力弹簧支吊架的载荷与热位移方面提出了切实有效的解决措施,并予以实施,取得了良好的效果,延长了装置长周期运行时间。     

大型合成氨装置-段转化炉炉管的剩余寿命预测

对在役合成氨一段转化炉炉管进行残余寿命评估。该炉管为第三代新型离心铸造炉管（HPNb），已服役11年，由于工艺操作及其它设备原因出现超温而被更换下来的旧炉管。在该炉管上有代表性的部位按标准取样，进行加速的单轴应力破断实验，即增加应力或温度得到短时的断裂时间和应力、温度之间的关系，利用Larson—Miller参数外推法，再推算出长时的断裂时间和应力、温度之间的关系。以实现对同批在役炉管进行寿命预测的目的，得到了目前炉管最苛刻管段的残余寿命尚有3年时间使用寿命的推论。     

大型合成氨装置一段转化炉炉管的剩余寿命预测

对在役合成氨一段转化炉炉管进行残余寿命评估。该炉管为第三代新型离心铸造炉管(HPNb),已服役11年,由于工艺操作及其它设备原因出现超温而被更换下来的旧炉管。在该炉管上有代表性的部位按标准取样,进行加速的单轴应力破断实验,即增加应力或温度得到短时的断裂时间和应力、温度之间的关系,利用Lar-son-Miller参数外推法,再推算出长时的断裂时间和应力、温度之间的关系。以实现对同批在役炉管进行寿命预测的目的,得到了目前炉管最苛刻管段的残余寿命尚有3年时间使用寿命的推论。     

基于有限元计算方法的制氢转化炉管蠕变寿命分析

以制氢转化炉为研究对象,通过炉管材料高温蠕变实验,确定了蠕变方程中相关系数。采用有限元计算方法,建立了制氢转化炉整体数值计算模型。考虑高温蠕变效应,对其服役6 a后各管系的蠕变应力进行了计算与强度评定。结合拉森-米勒尔曲线,通过对其不同操作周期寿命分数的计算,最终得到了该转化炉剩余寿命为6.24 a。     

Simulation of natural gas steam reforming furnace

A mathematical model for natural gas reformer is established to draw up homogeneous phase one-dimensional reaction kinetics equation in the reforming tubes, and compute the tube external radiant heat transfer with zone method. Simulation result is compared with the operating data carried on Selas reformer used in Brown and Root Braun 1000 t NH₃/day production system in Urumqi Second Ammonia Plant, and they match well. This model has laid the foundation for the design variable optimization research, for example, the relations among specific heat transfer area of furnace tube, tube outlet temperature, tube pressure drop and maximum tube-wall temperature, as well as the effect of tube pitch, furnace chamber width, burner arrangement, furnace wall blackness, production load, water carbon ratio and fuel distribution on operation behaviors.     

HK40合金转化炉管残余寿命与蠕变孔洞及裂纹的统计分析

用光学显微镜(LM)进行大量测定表明,孔洞率不能反映材料的剩余持久寿命,也不能反映炉管的已有微裂纹损伤程度。本文论述其原因之所在。渗透探伤后统计蠕变裂纹最大深度(M)、裂纹密度(D)和平均开裂深度(A),除具有简易可靠的优点外,其结果与持久性能及超探分级有明显的相关性。此法可用来估计炉管的服役寿命,掌握、分析炉子运行情况。     

Process simulation of natural gas steam reforming: Fuel distribution optimisation in the furnace

This paper describes a two-step method to simulate the natural gas steam reforming for hydrogen production. The first step is to calculate reforming tube length and fuel distribution with equilibrium approach associated with heat transfer. The second step is to calculate and validate reforming performance with kinetic model. A short-cut simulation of hydrogen plant has also been performed to calculate inputs for the reformer model, such as total flow rate and composition of mixed fuel burning in the furnace chamber. Heat transfer, especially radiative heat transfer, is the key role in the steam reforming technology, due to the high heat fluxes involved. For this reason, energy modelling of the furnace chamber has been performed. The simulation evaluates the most important design variables, as tubes height, maximum tube-wall temperature, and tube pressure drop. The heat flux profile can be selected to have suitable metal temperatures to lengthen the reformer tube life. The model calculates the design parameters for reforming tube and fuel distribution among burners.     

制氢转化炉炉管长期服役后损伤评价

针对已服役１０ａ的制氢转化炉炉管,分析了炉管沿轴线的损伤状况。结合剩余寿命,对炉管的损伤程度进行了分级,得到了整根炉管各部位的损伤级别以及沿炉管纵向的损伤分布。结果表明炉管的累积损伤具有局部性,下部高温段的焊缝损伤较母材严重。因此,对于达到服役寿命的炉管,通过损伤分析,可局部更换下部炉管。     

新型转化炉炉管的开裂原因分析与防护

针对典型的制氢装置转化炉炉管,阐述了转化炉炉管的腐蚀介质及原因,提出了高温蠕变、高温氧化、应力腐蚀、渗碳和脱碳以及氯离子腐蚀是造成转化炉炉管开裂的主要原因.控制原料气中氯离子含量,选择适宜的过渡段炉管材质以及严格控制转化炉运行参数,可使腐蚀得到控制.     

制氢转化炉炉管与法兰连接焊缝失效分析

中石化金陵分公司制氢转化炉管在服役8900小时后上部法兰环焊缝发生泄露,对导致炉管与法兰焊接接头产生穿透性裂纹的成因作全面分析,找出泄露的根本原因,并提出了解决措施。