一段乙烯裂解炉炉管的失效分析-论文.pdf

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1、一段乙烯裂解炉炉管的失效分析’张悦(中国石油化工股份有限公司茂名分公司，广东茂名525021)摘要：针对某公司sL—I型裂解炉鼓胀炉管，开展了失效原因分析工作。对失效炉管进行了化学成分分析、热模拟试验、光学／电子金相观察、EDS能谱试验等，结果表明：炉管鼓包变形不均匀，炉管材料发生了蠕变损伤；内壁局部渗碳严重，内壁最大碳含量2．89％，渗碳层厚度约2．8mm，据推测局部温度超过1100oC，该炉管不均匀鼓包变形失效系由于局部超温引起的。关键词：裂解炉管；鼓包；超温；失效中图分类号：TH49；TQ054文献标识码：

2、B文章编号：1001—4837(2013}06—0032—07doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2013．06．007FailureAnalysisonaFailedEthylenePyrolysisFurnaceTubeZHANGYue(ChinaPectroleum—ChemicalCorporationMaomingCompany，Maoming525021，China)Abstract：ThefailureanalysisonafailedtubeinmodelSL—Iethyle

3、nepyrolysisfurnacewaspresented．Chemicalcompositionsanalysis，thermalsimulationtest，opticalandelectronmicrostructureobservationandenergydispersiveX—rayspectroscopy(EDS)analysiswerecarriedout．Itshowsthatasymmetrybulgeandcreepdamageoccurredinthefailedfurnacetube．

4、Seriouscarburizationoccurredinlocalpartofinnersurfaceoffurnacetube．Themeasuredmaximumcarboncontentis2．89％andthedepthofcarbu-rizedlayeris2．8mm．Itisconjecturedthatthetemperaturereachedmorethan1100℃．Thefailureoffurnacetubeiscausedbyoverheatinginlocalarea．Keyword

5、s：ethylenepyrolysisfurnacetube；bulge；overheated；failure行造成了一定影响。在长期高温服役过程0引言中，乙烯裂解炉管会发生氧化、内壁渗碳以及炉管组织的碳化物转变【1，二次碳化物在奥氏体基体乙烯装置是石油化工工业的龙头装置，裂解上析出，骨架状一次共晶碳化物的粗化，使得材料炉是乙烯装置的核心设备⋯。离心铸造的高Ni高温性能下降；在骨架状碳化物处产生蠕变空洞，高Cr耐热合金广泛用作乙烯裂解炉炉管材料，其空洞聚集形成微观裂纹，裂纹扩展等蠕变损伤累设计温度高达1150oC

6、-5]。按照API530要求，积过程]。因此，渗碳和蠕变是乙烯裂解炉管加热炉炉管设计寿命应为10h(11．4a)，客观上的两种主要的损伤机理，也是绝大多数裂解炉管对材料的高温强度提出了相应的要求。J。乙烯的失效原因。裂解炉辐射炉管早期失效对裂解炉的安全可靠运某公司HB一101炉为鲁姆斯sL—I型气体CPVT一段乙烯裂解炉炉管的失效分析Vol30．No62013一方面，由于鲁姆斯sL—I型气体原料裂解炉是StudyandPreventionofCrackingduringWeld—repair一种成熟并广泛使用的工

7、业炉，正常情况下其烧ofHeat—resistantCastSteels[J]．JournalofMaterialsProcessingTechnology，2009，209：536—547．嘴布局能够满足对炉膛温度场均匀性的要求，相[4]连晓明，陈学东，吕运容，等．高温时效对25Cr35Ni关操作及技术人员分析认为实际使用过程中出现—Nb合金碳化物的影响[J]．压力容器，201l，介质偏流情况的可能性不大，但可能存在烧嘴燃28(8)：1—5，1O．烧不稳定的情况。综合上述分析，导致炉管超温[5]陈涛，陈学东，艾

8、志斌，等．长期服役后乙烯裂解炉的最可能的因素是操作过程中出现了烧嘴偏吹甚管KHRgSA高温氧化现象研究[J]．压力容器，至火焰舔管现象。偏吹会导致炉内温度场发生变20lO，27(1)：1—4，34．化，使得部分炉管出现超温现象，而如果出现火焰[6]ChenTao，ChenXuedong，LuYunrong，eta1．Influence舔管，则会造成炉管出现短期严重过热损伤