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。     

裂解炉管的蠕变应力计算模型

通过对乙烯裂解炉管运行工况的分析 ,在金属扩散理论与渗碳失效机理的基础上提出了渗碳产生的应力计算方法。对HP Nb材料制成的乙烯裂解炉管在 832～ 90 2℃下的应力场进行了模拟 ,分析了炉管在温度、内压、渗碳和蠕变等交互作用下炉管管壁应力的分布情况。结果表明 ,渗碳是引起炉管失效的主要因素。     

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。     

辐射段炉管常见失效形式的分析与预防

总结了乙烯装置裂解炉辐射段炉管的常见失效形式,如：渗碳造成的损伤、热冲击造成的损伤、热疲劳造成的损伤、冲刷造成的炉管减薄、高温蠕变损伤、炉管弯曲等。针对各失效形式分别进行了分析,并就此在炉管选材、机械设计、制造、包装及现场安装、裂解炉运行管理等各方面提出了相应的改进与预防措施,以期对延长炉管的使用寿命有所裨益。     

乙烯裂解炉LMPH管失效分析

乙烯裂解炉是乙烯裂解工艺生产过程中的核心装置。乙烯裂解炉辐射段(LMPH)炉管长时间受到火焰辐射冲刷或高温烟气传热,易发生渗碳、硫化、氧化、变形等腐蚀损伤。对某石油化工企业的裂解炉装置的LMPH管失效原因进行了分析后可知,LMPH管失效是由高温和炉管渗碳两大因素的共同作用导致的,并针对其失效原因提出了相应的预防措施和建议。     

加热炉炉管损伤及寿命计算模型的研究

研究了不同应力函数准则、开停车对炉管蠕变损伤及寿命的影响。认为不同的应力函数准则对炉管的损伤或寿命预测将引起较大差异 ,开停车对炉管的损伤演化发展产生了巨大的作用。比较了不同损伤蠕变耦合模型的计算结果 ,为炉管损伤及寿命评估提供了有效的方法和手段。     

裂解炉管损伤的研究及剩余寿命评价

一、引言裂解炉管是乙烯装置中受温最高的构件,而通过裂解炉管的原料气碳势又高,因此会造成渗碳;此外,炉管还会发生显微组织变化,出现弯曲、结碳、开裂、机械侵蚀及减薄等情况。由于乙烯裂解炉管的损伤形     

HPM乙烯裂解炉管的渗碳损伤研究

利用SEM、XRD、EMPA及金相显微分析等方法对服役五年多的乙烯裂解炉管进行了渗碳损伤研究。结果表明:炉管均有不同程度的渗碳现象,最严重的整个截面已经渗透。炉管的渗碳区域碳化物数量明显增加,形态也由细小的粒状变为粗大的块状,晶界碳化物变为链状。渗碳区域为M23C6和M7C3两种碳化物共存,而非渗碳区域仅存在M23C6型碳化物。Cr和C元素主要以碳化物形式存在,集中在晶界和晶内,而Ni元素仍固溶在奥氏体晶内。炉管内外表面均有氧化损伤层,损伤层内Cr元素主要以氧化物形式分布在晶界。渗碳炉管的热疲劳性能及常温力学性能明显下降,冲击断口为典型的解理断裂。     

不同形式P92钎焊接头蠕变损伤有限元模拟

基于有限元软件研究一系列镍基平板钎焊接头的蠕变损伤和蠕变断裂,同时对蠕变寿命进行了预测。考虑了由制造产生的残余应力,服役过程中的热应力和机械应力,利用FORTRAN语言,基于Norton公式和延性耗竭模型编写子程序计算蠕变损伤,评估不同接头形式对残余应力和蠕变损伤的影响。结果表明,残余应力主要产生在不连续部位,同时蠕变损伤急剧累积,加速裂纹萌生和断裂。增加搭接面积可在一定程度上增加接头寿命。     

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。     

炉管蠕变损伤的随机计算模型

炉管服役寿命的预测问题一直受到人们关注。由于蠕变问题的随机性研究较困难,过去的研究主要集中在确定性蠕变损伤问题上。本文提出了新的蠕变损伤随机计算模型。通过 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法与蠕变损伤随机计算模型结果的比较,验证了蠕变损伤随机计算模型的正确。蠕变损伤随机性的描述为今后炉管蠕变损伤可靠性的评估奠定了基础。     

裂解炉对流段炉管损坏机理及其残余寿命判断

对裂解炉对流段下部物料预热管腐蚀损坏的机理进行了综合分析,认为吹灰蒸汽的吹入、高温蠕变、晶间腐蚀、应力腐蚀以及热疲劳、脱碳、渗碳等腐蚀是造成损坏的主要原因,并从炉管尺寸、组织和机构性能等方面的变化,对其残余寿命进行了判断。     

裂解炉炉管损伤原因分析与处理

某800 kt/a乙烯装置采用中石化完全自主研发设计的CBL型裂解炉。自开工后,裂解炉运行良好,但也出现了部分炉管的超温与渗碳现象。通过分析,发现导致其损伤原因包括:原料品质差、辐射炉管出口温度指示失真、炉管烧焦过于剧烈,后根据相应原因逐步解决上述问题,大幅降低了炉管损伤率。     

裂解炉辐射炉管使用状态评估和剩余寿命预测

裂解炉辐射炉管的设计寿命一般达10万小时,但决定其使用寿命的因素很多,实际的炉管更换周期与设计寿命可能存在较大差距。在使用过程中,很难对裂解炉炉管的剩余寿命进行准确的评估。为能准确掌握使用中裂解炉炉管的状态,采用化学成分分析和常温、高温力学性能试验等多种分析手段及Larson—Miller参数法进行使用状态评估和剩余寿命预测,从而达到合理操作处于寿命末期的辐射炉管、科学安排炉管更换时间的目的。     

裂解炉用36XS炉管开裂的原因分析

通过对裂解炉管进行宏观变形检查、化学成分分析、显微组织分析和力学性能分析等,找出炉管开裂的失效原因。结果表明：裂解炉管变形开裂的主要原因是由于该处实际使用温度偏高,因而造成渗碳和氧化较严重。氧化减薄使炉管膨胀蠕变,渗碳不均匀,由此造成炉管严重鼓胀变形直至开裂。     

SiO2/S涂层与硫磷抑制剂对轻石脑油裂解结焦的影响

引言乙烯裂解炉辐射段炉管结焦是制约乙烯装置长周期运行的主要因素。裂解炉管的结焦会引起[1]:①管壁热阻增加,传热效率降低,裂解炉能耗增加;②炉管内径变小,流体压降增加,装置处理量减少;③炉管内壁渗碳,材料性能弱化;④周期性的清焦引起炉管热疲劳现象,而清焦过程中焦炭的     

裂解炉用高强度高耐腐蚀挤压管的开发

乙烯装置裂解炉,因炉管内壁处于渗碳气氛之中,故要求炉管除具有高温强度外,还要求具备优越的耐渗碳性。以前,通常使用内径为3～4英寸的大直径离心铸造管。近年来,     

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。     

乙烯裂解炉管渗碳损伤磁滞检测方法的影响因素研究

针对乙烯裂解炉管渗碳损伤的磁滞无损检测方法开展试验研究,主要分析渗碳层厚度、裂纹缺陷、微观组织及结焦等因素对磁滞检测结果的影响规律。通过开展渗碳、金相观察、矫顽力检测及高温力学性能测试等试验研究和对比分析,建立了渗碳层厚度、碳化物宽度、材料高温力学性能等与矫顽力的关系。研究结果显示,磁滞检测方法可以有效检测渗碳层厚度,并反映炉管材料的脆化程度。     

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。