乙烯裂解炉管HP40合金的蠕变性能

在900,℃不同应力条件下,对HP40合金高温下的蠕变性能进行研究,观察试验前后显微组织的转变,并得到其蠕变本构方程.同时借助SEM+EDX对组织转变及相成分变化进行深入分析.HP40合金在高温下,随着应力的增加蠕变速率增大.其原始组织骨架状的共晶碳化物(r+M7C3+少量M23C6),经过长时蠕变试验后,逐渐变成条状和块状的M23C6,且有一定量的二次碳化物析出.HP40合金中骨架状共晶碳化物的消失会造成蠕变强度的下降.同时由于蠕变孔洞的出现,导致蠕变性能的下降,加速其蠕变变形的过程.

对多起乙烯裂解炉HP型炉管失效原因的分析总结

裂解炉炉管是乙烯生产装置关键设备乙烯裂解炉的核心部件,承受高温复杂环境所引起的各种损伤。某大型石化企业在近年连续发生数起因HP型(Cr25Ni35和Cr35Ni45)炉管失效引起的裂解炉故障,影响了乙烯装置的安全、长周期运行。采用金相分析、扫描电镜、能谱分析等多种手段,对这几起故障的表现特点和失效原因进行了分析。分析结果表明,炉管在高温下长期运行造成的渗碳、蠕变等损伤以及高温硫腐蚀是造成这几起HP型炉管失效的主要原因。

HP40炉管高Ni焊缝腐蚀穿透失效分析

采用材料成分分析、能谱、电镜等物理、化学手段对HP4 0乙烯裂解炉管焊缝部位的失效原因进行了分析 ,并讨论了Cr、Ni元素对合金高温硫腐蚀敏感性的影响。研究表明HP4 0炉管焊缝部位失效是由高温硫腐蚀导致 。

结焦对HP40Nb炉管传热与机械性能的影响

利用有限元软件ABAQUS,开发了顺次耦合的热应力耦合程序,对已存在结焦层的HP40Nb合金炉管开车过程中温度场和应力场分布进行数值分析,并对乙烯裂解炉管采用停车检修时的临界结焦厚度值进行了预测.结果表明:HP40Nb合金炉管的传热性能随着结焦层的增加加速降低,最大环向应力位于结焦层与HP40Nb合金界面处,应力呈现出先增后减的变化趋势;结焦引起炉管局部径向鼓胀断裂;HP40Nb炉管需要采取清焦的临界结焦层厚度为2.3mm.

两种气氛预氧化后裂解炉管合金的结焦和碳化行为

研究了裂解炉管用HP40合金在H_2-H_2O及空气-H_2O气氛中预氧化后的表面形貌、元素分布及相组成,并在98%(φ)N_2-2%(φ)C_2H_6和98%(φ)H_2-2%(φ)CH_4气氛中研究了预氧化合金的结焦和碳化行为。实验结果表明,HP40合金在H_2-H_2O中形成的氧化膜由致密的笼型球团状MnCr_2O_4尖晶石组成;而在空气-H_2O中形成的氧化膜发生剥落,且Fe和Ni元素在剥落处富集,未剥落的氧化膜由八面体MnCr_2O_4尖晶石及Cr_(1.3)Fe_(0.7)O_3氧化物组成。经H_2-H_2O预氧化的合金结焦后表面存在少量不连续的絮状焦炭,而经空气-H_2O预氧化的合金结焦后表面覆盖了大量丝状焦炭,前者的结焦量占后者的17%。经H_2-H_2O预氧化的合金的氧化膜碳化后仍为致密的MnCr_2O_4尖晶石;而经空气-H_2O预氧化的合金的氧化膜转化成由(Cr,Fe)_7C_3和Fe_3C组成的碳化物膜。