TP304H服役炉管的组织变化研究及寿命预测.pdf

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1、下半月出版Material&HeatTreatment~材料热处理技术TP304H服役炉管的组织变化研究及寿命预测王晓军崇凤娇呼群夏天东王爱民s(1．兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，甘肃兰州730050；2．兰州理工大学有色金属合金及加_r-,t-f部重点实验室，甘肃兰州730050；3．中国石油兰州石油化工公司，甘肃兰州730060)摘要：研究了TP304H奥氏体不锈钢新炉管中服役2、3万小时的炉管试样组织。结果显示，已服役炉管在设计温度650℃下运行2、3万小时后的组织和形貌已发生变化，产生析出相，沿内壁还出现大量黑洞，部分地方还有氧化物。研究认为高温是影响析出

2、相的主要因素。室温拉伸试验结果显示，随着服役时间的延长，炉管材质发生了一定程度的脆化。最后通过高温持久试验。采用L．M参数法预测了炉管的剩余寿命。关键词：服役炉管；微观组织；L广M参数法；剩余寿命中图分类号：TG142．7文献标识码：A文章编号：1001-3814(2012)18-0045—04MicrostructureandLifePredictionofFurnaceTubeTP304HinServiceTimeWANGXiaojunL2，CHONGFengjiaoL2，HUQunL2，XTiandongL2，WANGAimin(1．StateKeyLaboratoryofGansu

3、AdvancedNon—ferrousMetalMaterials，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China；2．KeyLaboratoryofNon—FerrousMetalAlloyandProcessing，MinistryofEducation，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China；3．LanzhouPetrochemicalCompany，CNPC，Lanzhou730060，China)Abstract：Themicrostructureoffurnacetu

4、beTP304after0h。20000hand30000hservicetimewasstudied．Theresultsshowthatthemicrostructurechangesandtheprecipitationphaseappearsafter20000hand30000hrunningtimeat650℃．Alargenumberofblackholeandsomeoxidespotsalsoappearalongtheinnerwal1．Theanalysisshowsthatthehightemperatureplaysthemostimportantroleinpr

5、ecipitationphase．Theroomtemperaturetensiletestshowsthatthetubematerialbecomesmorebrittlewiththeincreaseofservicetime．Atlast，theresiduallifeofthetubeispredictedbyL-Mparametermethodunderhightemperaturetensiletesting．Keywords：furnacetube；microstructure；L-Mparametermethod；residuallife炉管主要应用于石油化工的乙烯裂解炉

6、、合成温度经常变化及气体的强烈冲刷作用，常使炉管在氨、甲醇、炼油厂制氢炉等装置上，是石油化工的重未达到设计寿命前就严重损伤和破坏【3]。因此，研究要装置。由于炉管是在高温、应力和腐蚀介质的作高温服役炉管的性能，进行炉管损伤分析及组织性用下长期工作的．因此管材经常出现组织变化、材质能测试，对服役炉管的剩余寿命进行预测，可较准确老化、蠕变、水蒸气氧化、腐蚀、磨损等问题，直接影地制定检修时间间隔，又能最大限度提高资源利用响炉管的使用寿命。一般要求炉管具有良好的抗渗率，达到合理使用炉管和安全生产的目的。碳性能、耐腐蚀性能、抗高温蠕变断裂性能、抗热疲1实验材料与方法劳性能、抗氧化性能、导热性能及铸造

7、和焊接性能[1]。由于炉管的工作环境非常恶劣，工作温度高达实验从乙烯裂解炉对流段截取服役不同时间的7o0～1050℃。虽然炉管设计寿命为1O万小时，但部分炉管，再从炉管上切一段圆环，进行纵向取样由于使用期间因过热或处理不当，这些炉管常常使(线切割取试样棒)，对新旧炉管都进行机加工，新炉用不久就不得不更换[2]。同时，由于生产过程中管壁管棒材加工成M8的拉伸试样棒，服役2万和3万小时的炉管棒材加工成M4的试样棒。对新炉管试