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; 早在70年代末，国外就投入了大量的人力物力开展了高温炉管检测技术的研究，1982年，美国的Conam公司在我国的 辽河化肥厂进行了首次的现场实际检测，但其核心技术一直对外必威体育官网网址。随着我国国民经济的发展，大型炼油装置和合成氨装置的不断引进，迫切需要快速、准确的高温炉管检测技术。 ; 国内最早开展高温炉管检测技术研究的是大连理工大学，从1983年开始就着手此项技术的研究，成功地开发了利用透射法检测HK40材料的高温炉管，波形清晰，定性准确，并在炉管的损伤形式、级别评定及寿命预测方面进行了大量的研究工作，成功地替代国外技术在全国进行了推广应用。 ;图7 超声透射法检测;;记录系统;图10 超声检测记录曲线;图11 获奖证书（1）;个人简介; 本项目已被辽宁省科技厅列为2011年辽宁省第一批重大共性推广技术;主要应用单位（排名不分先后） ?中国石油大连石化公司 ?大连西太平洋石油化工有限公司 ?齐鲁石化胜利炼油厂 ?石家庄炼油厂 ?烟台玛奴尔合金炉管厂 ?齐鲁石化第二化肥厂 ?抚顺石油三厂 ?烟台百思特合金炉管厂 ?中油辽河石化分公司 ?湖南洞庭氮肥厂 ;?盘锦化工有限责任公司 ?杭州大通合金炉管厂 ?扬州新华合金炉管厂 ?辽阳石化分公司化工一厂 ?广东华立合金炉管公司 ?本溪北方化工集团 ?新疆阿克苏华锦化肥有限责任公司 ?巴陵石化鹰山石油化工厂 ?河南中原化肥厂 ?中石油大港石化分公司 ?中国石化杭州炼油厂;?北京燕山石化化工一厂 ?黑龙江化工总厂 ?胜利油田化工有限责任公司 ?中国石化金陵石化公司炼油厂 ?辽阳石化分公司炼油厂 ?辽河油田化工总厂 ?中国石化镇海炼化分公司 ?齐鲁石化第一化肥厂 ?中石油锦西石化分公司 ?中国石化天津炼油厂 ?中石油青海油田格尔木炼油厂 ; 随着炉管逐渐改用薄壁的HP-Nb材料，并且检修期间隔越来越长，原有的检测技术就显得比较粗糙，手段比较单一，目前国际国内在HP-Nb材料的检测技术上还依赖原有的超声检测技术，也无相应的国家标准和规范，只有原美国CONAM公司针对HK40材料的企业规范。;改进1：操作系统。;图15 记录曲线（1）;图16 记录曲线（2）;改进2. 设计了可调参数探头架。;红外摄像;改进4：蠕胀连续测量。 下一步计划： ?非接触检测； ?损伤级别的评定； ?蠕变损伤早期预警；;组织分析：炉管组织的变化是评价炉管状态的重要手段之一。 基