加氢反应加热炉是石化生产运行中的关键设备,炉管作为加热炉核心部件,其可靠性和使用寿命直接影响整套装置的安全生产。论文以加热炉TP347H炉管为研究对象,在分析加热炉零部件损伤失效模式的基础上,开展了加热炉炉管损伤分析实验及定量RBI研究。首先,基于加热炉工作原理、内部结构及服役情况,开展了加热炉损伤失效模式及失效后果分析。结果表明,炉管系统是加热炉失效后果最严重的区域;F301加热炉辐射段材料为TP347H钢的出口线炉管在检修记录中出现硬度偏高、材质劣化损伤,为失效后果最严重的部件。然后,基于加热炉炉管损伤失效模式,开展了加热炉炉管损伤分析实验。已服役TP347H炉管化学成分、力学性能参数虽符合标准,但金相组织含有明显析出物,拉伸断口形貌呈现大量脆性断裂特征,且硬度值偏高,冲击功较新TP347H管材降低近100%。结果表明,已服役TP347H炉管出现严重组织劣化、材质脆化,不能继续服役,需要更换。最后,基于定量RBI方法,开展了加热炉炉管定量RBI研究。结果表明,加热炉炉管的最大应力值为155 MPa,已超出TP347H材料的许用应力;加热炉炉管的失效可能性等级为1级,失效后果等级为E级,处于中高风险水平,需立即或近期采用措施将风险降低;并制定了加热炉炉管检验项目、抽检比例、检验炉管根数、检验选取方式的具体检验策略。本文通过对加热炉炉管损伤分析实验、定量RBI理论研究,建立了石化加热炉炉管失效可能性分析模型和失效后果评估模型,研究结果对奥氏体不锈钢材质损伤分析具有指导意义,对扩大定量RBI分析在石化企业加热炉装置的工程应用奠定理论基础,具有重要的理论意义和工程应用价值。