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炉管一般都在高温、高压和腐蚀性环境中长期工作。设计寿命一般为10万小时,独山子石化许多装置的Cr5Mo炉管都已经达到或即将达到设计寿命。目前,这些加热炉管的运行状况如何、继续使用能否带来危害、剩余寿命有多少等都是使用单位极为关切的。本文采用金相显微镜,X射线衍射仪、带有能谱的扫描电子显微镜及高温蠕变等分析、试验手段,分析、研究了独山子石化公司焦化装置Cr5Mo加热炉管在原工况条件下运行近七年的组织性能变化及蠕变剩余寿命,以找出适合生产需要而又切实可行的寿命评估方法,为设备继续运行提供技术依据。
试验结果表明,高温下长期运行近七年的Cr5Mo加热炉管显微组织已发生变化,主要表现为珠光体球化和碳化物形态、数量、分布的变化,未见空洞与微裂纹,炉管内外壁发生一定程度的氧化,氧化层厚度0.1~0.5mm。
在高温下,时间因素对材料强度也具有很大的影响,材料的高温强度试验是确定材料高温机械性能的最直接也是最可靠的方法。本文对独山子石化公司焦化装置加热炉西第11根炉管以及西第22根加热炉管进行了上万小时(24个试样,最长试验时间2千多小时)的高温持久强度实验,结果表明,此两台加热炉管持久强度虽然比原始退火态有所降低,但若继续运行,剩余寿命仍不少于10万小时。同时,根据试验材料Cr5Mo加热炉管的组织性能与剩余寿命,建立了Cr5Mo炉管的金相组织与高温持久性能的关系,进而可以在生产实际中根据组织劣化程度预测剩余寿命。