韩伟[1]2004年在《乙烯裂解炉炉管延寿的焊接修复技术研究》文中提出在乙烯装置中裂解炉为其关键设备,而裂解炉的辐射段炉管由于承受严苛的温度和腐蚀条件成为设备维修的重点问题。炉管使用一段时间后,在温度较高部位的损伤程度明显较其它部位严重,但这并不意味着炉管整体都已达到报废的程度,所以如能考虑实际损伤分布状况,仅更换部分损坏的管段,将是节约维修费用的有效手段。 炉管的可焊性、修复质量和可靠性与炉管组织的损伤程度有密切的关系,而硬度与炉管的损伤也有一定的相关性。但是目前对这些关系还缺乏定量的试验和理论的研究,使得实践中常常发生不断返工和重新选择修复部位的问题。为了解决这一问题,本文设计了炉管可焊接性试验的台架,通过对不同服役年限炉管的大量焊接试验、金相分析、常规机械性能和蠕变试验,研究了服役炉管的可焊性,寻找其影响因素及影响规律,建立了受损炉管可焊性的快速判断方法以及相关的焊接修复的工艺,所得主要结论如下: (1) 为了对现场旧炉管与新炉管进行焊接抗裂试验,本研究设计了炉管可焊接性试验装置,给焊接工艺改进提供了重要的试验手段。试验表明该装置能较好地再现服役炉管现场焊接的开裂情况。这种拘束条件较实际情况苛刻,保证了试验评价的安全性。 (2) 为了定量评价服役炉管的损伤状况,便于评价炉管可焊性,参照前人研究工作并结合工程实际,本研究将裂解炉服役炉管的损伤分成8个不同级别,提供了损伤分类评价的新判据。 (3) 金相分析发现:经焊接试验后,开裂炉管内部大多已出现严重内部损伤,产生了孔洞或微裂纹。内部裂纹在损伤晶界或缺陷部位启裂,断口多为脆性断裂。试验表明当损伤级别大于4时,开裂几率增加,说明施焊困难。 (4) 硬度值与损伤等级有粗略的相关性,硬度值升高损伤等级呈升高趋势;硬度值(相应损伤等级4.0)小于HB223或HRC15.4,可作为快速修复判断的一个筛选参考值。 (5) 采用本文焊接修复工艺得到的焊接接头,在常温下焊缝强度高于母材;在高温下焊缝瞬时强度和持久强度亦都高于母材,说明此焊接工艺是可行的。
赵涛[2]2005年在《基于风险的乙烯裂解炉装置维修规划研究》文中进行了进一步梳理管式裂解炉是化工、石油化工和化纤工业中的重要设备。在裂解炉装置的运行中,炉管受炉内高温及管内介质压力的共同作用,易发生蠕变、渗碳等现象。裂解炉装置在烯烃生产装置中处于中高风险区,因此针对裂解炉装置的维修尤为重要。本文研究的主题是:“基于风险的裂解炉装置维修规划”。以某烯烃厂SRT-VI型裂解炉E-BA1103 为研究对象,在明确各零部件风险等级的基础上利用基于风险的维修(Risk Based Maintenance)策略对裂解炉装置进行维修规划大纲的制订。主要开展以下工作:1.从裂解炉装置的失效模式与影响分析(FMEA)入手,明确裂解炉装置各零部件的失效原因及故障影响。通过检维修记录和设计资料,利用传统的以可靠性为中心的维修(RCM)对裂解炉装置进行维修规划的制定。通过RCM 逻辑决断图对各个零部件的安全性、任务性和经济性的维修级别进行分类,改变以往笼统定时维修策略,而将维修重点放在造成安全性影响的设备故障上,通过仪表的监测或分析,预测其故障的发展,减少维修费用,延长维修周期。2.推导出渗碳条件下,炉管应力计算的方法。结合高温情况下蠕变对炉管的失效影响,分析处于高温、渗碳性气氛环境下裂解炉炉管的应力分布,比较蠕变作用下与蠕变、渗碳共同作用下炉管的失效情况,利用Larson-Miller 方法计算了考虑渗碳和蠕变作用的炉管寿命。计算结果显示,炉管的开裂发生在炉管外壁,且主要是渗碳导致的炉管失效(蠕变失效主要发生在内壁)。3.以临界寿命分数作为炉管失效的判断依据,利用Monte—Carlo 法计算在蠕变与渗碳共同作用下的裂解炉炉管失效概率,找到炉管失效概率随运行时间变化的规律,为炉管的风险评价提供了炉管失效可能性数据。与API581 计算的失效概率结果比较表明,由于未考虑渗碳造成的影响,API581 计算得到的炉管失效概率低于应用本文模型计算的失效概率。4.本文利用API581 文件中定量风险后果的计算方法对裂解炉炉管进行了失效后果的计算,得到了炉管失效的人员伤亡损失、营业中断损失及设备故障损失费用,定量获得炉管的风险值。5.在对裂解炉装置各零部件的失效模式进行风险级别确认的基础上,对装置进行基于风险的RCM 制订,从而达到降低风险的目的。基于风险的RCM 同传统的RCM 比较,强调了风险对维修方式的影响,使得维修集中在处于高风险的失效模式上,节省了维修时间和费用。
汪淳[3]2006年在《高温长期服役后Cr9Mo炉管剩余寿命的研究》文中指出在石化企业中广泛使用的加热炉工作条件通常极为苛刻,炉管的安全性对加热炉乃至整个装置的安全运行起着重要作用,其剩余寿命的预测对提高企业经济效益和社会效益,都具有重大的意义,已成为当代工程技术人员最为关注的重要研究课题之一。本文主要针对扬子石化公司芳烃厂的重整加热炉BA302-A炉管进行全面的性能测试,了解炉管材料的劣化程度,预测其剩余寿命,对加热炉炉管的继续使用、检修和更换的决策提供科学依据。主要研究内容与结论如下:(1)对已服役12万小时的炉管取样并做宏观检查,结果表明炉管表面无腐蚀坑之类的缺陷,而外壁有致密的氧化层,焊接接头附近管段的形状不规则较为严重。(2)对炉管材料及焊接接头的化学成分进行分析可见,Cr9Mo炉管焊接接头中Cr含量有所下降,这将影响材料的抗高温氧化性能。(3)对炉管母材与焊接接头材料进行金相组织检验与分析,结果可见,Cr9Mo炉管高温蠕变损伤较为严重,碳化物沿晶界聚集,空洞普遍存在,并有少量的蠕变微裂纹。通过损伤等级划分法分析劣化程度,判断炉管损伤为Ⅲ级,剩余寿命为3～9年。(4)通过对炉管母材及焊接接头的常温及高温下机械性能测试,得到炉管硬度、拉伸强度、延伸率及冲击韧性等性能,结果表明:材料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;母材的冲击韧性高于焊缝,可见焊缝材料是炉管的薄弱环节。(5)对炉管母材及焊接接头进行持久性能的测试,得到母材与焊接接头在高温下的持久性能曲线,经外推预测了炉管的剩余寿命为5年左右。(6)通过对长期服役炉管的综合性能分析,得到炉管剩余寿命为6年左右,对其预防维修及全周期寿命管理提出意见。
参考文献：
[1]. 乙烯裂解炉炉管延寿的焊接修复技术研究[D]. 韩伟. 南京工业大学. 2004
[2]. 基于风险的乙烯裂解炉装置维修规划研究[D]. 赵涛. 南京工业大学. 2005
[3]. 高温长期服役后Cr9Mo炉管剩余寿命的研究[D]. 汪淳. 南京工业大学. 2006