黄远[1]2004年在《在役离心铸造转化管剩余寿命预测》文中进行了进一步梳理以烃类为原料，采用蒸汽转化法生产合成原料气和氢气，在合成氨、炼油、石油化工、天然气化工、冶金等工业具有十分重要的地位。转化炉是烃类蒸汽转化工艺过程的关键设备，而转化炉的辐射段转化管更为关键的核心。转化管的可靠性是装置安全稳定运行的基础。根据装置运行状况，适时对在役转化管的剩余寿命进行正确的评估和预测，不但能降低转化炉安全运行风险，减少或避免安全事故的发生，同时能保证转化管正常的使用寿命，为企业适时对转化管进行更新提供可靠的依据，避免盲目更换，为企业降低维护成本，获取最佳利润提供保障。因而，对在役转化管剩余寿命进行预测具有十分重要的意义。 转化管运行条件较为苛刻，因而要求其材质不但抗氧化性能好，耐高温强度高，而且要求在高温下组织较为稳定，能抵抗各种介质的腐蚀。引起转化管寿命缩短往往是多种原因综合作用的结果，如传热恶化、局部过热、火焰舔管、管内结垢(结焦)、管内介质含有不良杂质、管内外腐蚀等。 本文从对烃类蒸汽转化生产合成气工艺过程中离心铸造转化管失效的主要形态如高温氧化、高温蠕变、脱碳尘化等分析入手，结合工厂生产实践，采用物理检测、无损探伤、有损试验等方法，对某以天然气为原料、采用蒸汽转化生产合成气工艺的化工装置中材质为HP50的在役转化管剩余寿命进行了评估和预测，并根据评估结果对该装置转化管的运行维护和保养提出了建议，为企业适时更换转化管提供了可靠的参考依据。
付仕勇[2]2006年在《大型合成氨装置一段转化炉（101B）炉管的剩余寿命预测研究》文中指出本文所述研究内容主要是对在役制氢转化炉管进行残余寿命评估，其结论对指导我公司设备管理具有重要的意义。该炉管为第叁代新型离心铸造炉管(HPNb)，研究对象为一根已服役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，以该炉管为试件并进行取样，进行一系列的有损试验。从该炉管上有代表性的部位割取环状试样，对炉管进行宏观着色探伤，检测炉管是否已发生宏观开裂损伤，在宏观着色的基础上，从炉管圆环上按照不同方向加工金相试样，从炉管内壁向外壁观察，比较微观组织沿壁厚方向的变化，同时对内壁的渗碳和外壁的氧化进行观察，检测损伤程度；在金相分析的表面上进行显微硬度测量并在同炉管部位的机加工表面上进行布氏硬度测量，作为炉管材料平均状况的表征，同时也可为现场检测提供参考；在炉管有代表性的两个位置上分别在向火面和侧火面的内外壁进行取样进行常温拉伸试验和高温短时机械性能，并将测得的数据与原始数据进行比较，以确定材料经过一段时间的使用以后，机械性能的变化情况。对于服役的实际高温构件，进行蠕变断裂评估以及剩余寿命预测是必不可少的。由于对实际服役构件不需要做任何假设，而且包含了过去服役的历史状况，在目前，采用这样的研究方法是比较合适的，也可以更加接近实际。高温构件服役后的残余寿命评估研究通常是使用取自实际构件的试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。最后综合运用微观组织分析，常温和高温机械性能试验结果，硬度测量与蠕变断裂试验以及多种损伤和寿命评价方法，对炉管的损伤情况，分布和剩余寿命进行综合研究，得到了目前炉管最苛刻管段的残余寿命尚有5年左右的时间，这个结果对指导公司相关管理部门适时准备备件和更新具有重要的意义。
付仕勇[3]2007年在《大型合成氨装置一段转化炉炉管的剩余寿命预测》文中进行了进一步梳理对在役合成氨一段转化炉炉管进行残余寿命评估。该炉管为第叁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。
崇凤娇[4]2012年在《TP304H服役炉管的组织变化研究及寿命预测》文中提出随着石化工业的飞速发展，高温离心铸造炉管早已广泛应用于石油化工厂的裂解炉、制氢炉中，由于炉管的工作环境非常恶劣，工作温度高达700℃－1050℃。在长期高温作用下，炉管材质会逐渐产生组织损伤，炉管材质的组织高温损伤主要表现为：珠光体球化和石墨化、蠕变孔洞、碳化物析出等，这些均造成炉管材质脆化和承载能力下降。同时由于生产过程中管壁温度经常变化及气体的强烈冲刷作用，常使炉管在未达到设计寿命前就严重损伤和破坏。根据美国石油学会规范API RP530，炉管的设计寿命为10万小时。然而，依据操作条件及材料性质得到的有效服役寿命却在3万~15万小时。裂解炉炉管运行很多已远远超过其设计寿命，这些炉管是否还可继续运行和运行多久，是亟待解决的问题。对于这类问题国内外已有不少研究成果，但各种炉管生产工艺、环境以及原始炉管冶金质量和组织性能的差异，因此，有必要对不同炉管进行组织、性能测试及剩余寿命评估。本研究通过观察对比某石化企业超高温服役下的乙烯裂解炉管对流段母材显微组织在运行前后的变化，分析探讨炉管损伤与组织性能，利用L-M参数外推法预测炉管剩余寿命，评定炉管能否服役到下一个检修周期，分析引起炉管劣化的原因，保证乙烯裂解炉长期安全运行。主要研究内容与结论如下：（1）对新旧炉管进行金相组织分析，结果表明随着服役时间的增加，炉管组织析出相越来越多，晶粒的完整度逐渐变差。（2）对已服役管的高温持久拉伸试样棒进行金相组织分析可见，随着温度的升高和服役时间的增加，析出物有聚集倾向，孪晶特征减小趋势较明显。（3）通过扫描电镜（SEM）和能谱（EDS)分析，结果表明服役2万小时旧炉管横断面炉管内壁凹凸不平，沿着内壁和晶界存在磨损和腐蚀破坏痕迹，晶内有一定量块状析出物，点分析结果显示局部存在C、S、Cl、K、Ca等元素的偏析，同时存在大量龟裂裂纹；服役3万小时旧炉管内壁存在大量的疏松颗粒、且凹凸不平。（4）通过拉伸试验可以看出，随着服役时间的增加，炉管的强度参数——抗拉强度虽然在增加，而塑性参数——伸长率、断面收缩率却发生不同程度的减少，说明高温服役使炉管材质发生一定程度的脆化。（5）通过高温持久试验及寿命预测，采用L-M公式预测的新炉管和服役炉管的寿命均远远超过设计寿命，说明温度和压力在服役过程中影响有限，主要是碳化物析出脆化的影响。经过归一化处理服役2万小时的旧炉管残余寿命超过了2年的大修周期，服役3万小时的旧炉管的残余寿命也超过了1年。
张广玉, 许军, 马海涛, 程从前, 王富岗[5]2016年在《在役十万小时一段炉转化管的寿命评估》文中研究说明对在役近10×10~4h的25Cr35Ni耐热钢材质一段炉转化管进行寿命预测。分析材料显微组织状态,进行蠕变持久试验,结合Larson-Miller参数和Z参数预测剩余寿命,提出管材可安全服役的建议时间。
王许[6]2009年在《石油化工装备材质损伤与寿命评价研究》文中研究说明在石油化工装置中,材质的损伤程度决定了装置的使用寿命及装置的安全。因此对石油化工装备材质损伤与寿命评价研究对提高企业经济效益和社会效益,都具有重大的意义。本文将对减粘加热炉Cr9Mo炉管失效分析与寿命评价及延迟焦化焦炭塔14Cr1MoR的寿命评价进行研究。主要内容和结论如下:(1)对已经服役5年的Cr9Mo炉管的宏观观察,发现炉管有明显的塑性变形,从金相组织分析得,炉管组织变化不大,无微观缺陷和组织劣化;(2)从Cr9Mo炉管的机械性能分析得,Cr9Mo炉管经高温长期服役后强度性能有所下降,而仍保持较高的延性;(3)采用2种寿命预测方法对高温下长期服役的Cr9Mo炉管进行了分析:①按L—M指数法,炉管剩余寿命约为2.3×10~6h;②按持久强度失效准侧,炉管剩余寿命约为15年。通过以上分析,此炉管仍可继续使用;(4)从焦炭塔的主要失效形式及失效机理得,焦炭塔在长期的反复升温、降温过程中,裙座焊缝受到较大的轴向交变应力、热应力的作用,在焊缝表面及焊缝根部附近产生大量高温疲劳裂纹;(5)对焦炭塔裙座焊缝的数值模拟得,裙座焊缝处的等效应力远大于与它连接的塔体外壁,因此用焊缝处的疲劳寿命曲线评价焦炭塔的寿命是合理的;(6)应用高温应变疲劳表达式(N_f=A·(Δε-Δε_c)~(-2)·v~(1-k))对焦炭塔的寿命进行评价,得到延迟焦化焦炭塔14Cr1MoR的高温疲劳寿命曲线N_f=0.03884(Δε-1.5×10~(-3))~(-2),计算得到焦炭塔的剩余寿命为32.8a。
周立群[7]2015年在《乙烯裂解炉炉管剩余寿命评估》文中提出乙烯裂解炉是乙烯生产的核心设备,直接关系到乙烯装置的生产运行,而对炉管进行准确的寿命评估是保证裂解炉安全运行的关键。本文对某石化厂已服役和新的HP40Nb耐热钢乙烯裂解炉炉管进行化学成分分析、金相分析、电镜扫描形貌和能谱测试,通过对材料的组织及成分分析表明,经过长时间高温服役后,HP40b耐热钢晶界上的骨架状共晶碳化物(r + M7C3 +少量M23C6)逐渐变成条状和块状M23C6,且有一定量的二次碳化物析出,从而造成材料高温抗蠕变性能下降。通过拉伸试验发现,已服役炉管的屈服强度和抗拉强度较新管分别下降50%和62%,材料强度性能出现明显下降。对新旧炉管进行叁组蠕变试验,掌握炉管高温蠕变性能,获取蠕变试验数据。根据试验结果,分别采用θ投影法和Ω寿命评估法对炉管进行蠕变寿命评估,得到蠕变寿命预测模型,经过对比发现基于蠕变速率与应变呈比例关系的θ投影法更加适合于HP40Nb耐热钢的蠕变寿命预测,为预测模型的选择提供了依据。结合常规时间-温度参数法(TTP)和粒子群优化算法(PSO)建立了Larson-Miller(LM)、Orr-Sherby-Dorn(OSD)和 Manson-Harferd(MH)模型,然后利用这叁种模型对HP40耐热钢的持久寿命进行了评估,并利用Z参数对叁种参数模型的预测准确度进行分析。通过分析叁种模型的预测结果,发现MH法的预测结果准确度最高。对不同可靠度下材料的持久寿命进行计算,保证了预测结果的可靠性。通过对合金蠕变应力指数分析,根据典型的蠕变机制特征,表明HP40Nb耐热钢在高温下的蠕变机制以位错攀移为主。
侯德民[8]1999年在《Kellogg型一段转化炉管理22年》文中研究指明回顾一段转化炉管理２２ 年来，重点围绕延长转化管寿命所进行的主要工作的经验与体会。精心维护是延长炉管使用寿命的基础，抓好大修是保证炉管正常服役的重要环节，炉管判废研究是决定适时更换的依据。炉管超声波检测系统的引进与研究开发，对保障Ｋｅｌｌｏｇｇ 型炉的安全运行起了极其重要的作用。创造了一炉Ｋｅｌｌｏｇｇ 型竖琴管排稳产高产低消耗运行１６１０１７ｈ、生产合成氨６５３５５７７ｔ 的纪录。
邢丽[9]2006年在《耐热钢寿命预测的Z参数方法及应用》文中研究表明许多工程构件和结构都同时承受着高温高压的作用，尤其是热电厂、锅炉、石油／石化及其它工业领域。在长期服役下，由于微观组织的变化和损伤的积累，这些构件的机械性能会恶化，最终造成构件失效，而蠕变则是高温构件破坏的主要因素。基于安全性和经济性的考虑，蠕变寿命和损伤的评估一直是高温材料使用中备受关注的焦点。 本文在探讨了常用耐热钢寿命预测及损伤评估的基本策略的基础上，提出了Z参数方法。并以石化、蒸汽锅炉装置中常用的HK40、5Cr-0.5Mo、GH145和30Cr1Mo1V等耐热钢为例，利用Z参数法进行持久性能的可靠性分析、寿命预测及损伤评估。研究结果表明： 1．利用Z参数方法实现了持久寿命的可靠性评估。对于某一状态的材料，Z参数的数值表示了数据点偏离性能主曲线的程度，因此Z参数的分布可以表征持久性能数据的分散性。由于材料数据本身的分散性，预测的结果与可靠性密切相关。结合蠕变损伤评估常用的Robinson法则对几种钢的新管数据及实际服役数据进行分析，结果表明，持久寿命与损伤的数值与所选取的可靠度相关。 2．对于具有不同损伤状态的材料，Z参数的平均值可以表征材料的损伤程度。比较HK40钢不同管段和不同服役时间的蠕变持久性能数据曲线和Z参数值之间的关系，很好地证明了Z参数与蠕变持久性能恶化之间存在着紧密的联系。Z参数和服役时间之间关系的叁个阶段表明在初始服役阶段持久性能迅速降低，接着是一个相对比较稳定的阶段；当微观组织损伤达到一定程度，持久性能就会发生严重恶化。 3．基于固有频率和弹性模量的变化得到了Z参数和损伤系数D之间的关系，这一关系表明利用测量材料的动态参数(例如固有频率)来评估持久强度恶化程度是可行的。 4．实现了考虑组织老化影响作用的Z参数模型初探。基于经验关系得到了考虑组织老化因素和空洞、微裂纹等断裂损伤的Z参数简单迭加模型。
侯德民[10]1999年在《Kellogg型—段转化炉管理22年》文中研究表明回顾一段转化炉管理22年来,重点围绕延长转化管寿命所进行的主要工作的经验与体会。精心维护是延长炉管使用寿命的基础,抓好大修是保证炉管正常服役的重要环节,妒管判废研究是决定适时更换依据。炉管超声波检测系统的引进与研究开发,对保障Kellogg型炉的安全运行起了极其重要的作用。创造了一炉Kellogg型竖琴管排稳产高产低消耗运行161017h、生产合成氨6535577t的纪录。
参考文献：
[1]. 在役离心铸造转化管剩余寿命预测[D]. 黄远. 四川大学. 2004
[2]. 大型合成氨装置一段转化炉（101B）炉管的剩余寿命预测研究[D]. 付仕勇. 四川大学. 2006
[3]. 大型合成氨装置一段转化炉炉管的剩余寿命预测[J]. 付仕勇. 云南化工. 2007
[4]. TP304H服役炉管的组织变化研究及寿命预测[D]. 崇凤娇. 兰州理工大学. 2012
[5]. 在役十万小时一段炉转化管的寿命评估[J]. 张广玉, 许军, 马海涛, 程从前, 王富岗. 大氮肥. 2016
[6]. 石油化工装备材质损伤与寿命评价研究[D]. 王许. 西安石油大学. 2009
[7]. 乙烯裂解炉炉管剩余寿命评估[D]. 周立群. 福州大学. 2015
[8]. Kellogg型一段转化炉管理22年[J]. 侯德民. 大氮肥. 1999
[9]. 耐热钢寿命预测的Z参数方法及应用[D]. 邢丽. 大连理工大学. 2006
[10]. Kellogg型—段转化炉管理22年[J]. 侯德民. 泸天化科技. 1999
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