一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109187543A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811123999.3(22)申请日2018.09.26(71)申请人中国特种设备检测研究院地址100029北京市朝阳区和平街西苑2号(72)发明人韩志远谢国山曹逻炜杜晨阳康昊源(74)专利代理机构北京领科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11690代理人艾变开(51)Int.Cl.G01N21/84(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法(57)摘要本发明公开了一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，主要包括以下步骤：(1)金相组织图片提取、(2)碳化物宽度测量、(3)碳化物平均宽度统计、(4)脆化分级寿命评估；通过对碳化物宽度测量和计算，实现了对乙烯裂解炉管寿命的评估。CN109187543ACN109187543A权利要求书1/1页1.一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，包括以下步骤：(1)金相组织图片提取、(2)碳化物宽度测量、(3)碳化物平均宽度统计和(4)脆化分级寿命评估。2.如权利要求1所述的一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，其特征在于，所述金相组织图片提取包括了以下步骤，对停工状态的位置X处乙烯裂解炉炉管外表面进行现场覆膜金相检测，得到位置X处乙烯裂解炉炉管的n组金相组织图片信息P(1)…P(n)。3.如权利要求2所述的一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，其特征在于，所述碳化物宽度测量包括了以下步骤，对接收到的金相组织图片信息P(1)…P(n)进行计算机图像分析处理，得到n组金相组织图片信息P(1)…P(n)中所有m个条块形晶间碳化物的碳化物宽度数据δ(1)…δ(m)；若m<50，则返回金相组织图片提取步骤进行n+1组金相检测，直到m>50。4.如权利要求3所述的一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，其特征在于，所述碳化物平均宽度统计包括了以下步骤，对接收到的碳化物宽度数据δ(1)…δ(m)进行统计分析计算，得到位置X处平均碳化物宽度数据5.如权利要求4所述的一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，其特征在于，所述脆化分级寿命评估包括了以下步骤，据接收到的平均碳化物宽度数据进行损伤状态及寿命分级评估，最终输出位置X处炉管的脆化损伤级别D及剩余寿命范围N。6.如权利要求5所述的一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，其特征在于，所述平均碳化物宽度数据与脆化损伤级别D以及剩余寿命范围N的关系为：时，脆化损伤级别为A级，剩余寿命占总设计寿命的70％-100％；时，脆化损伤级别为B级，剩余寿命占总设计寿命的30％-70％；脆化损伤级别为C级，剩余寿命占总设计寿命的0％-30％。2CN109187543A说明书1/6页一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法技术领域[0001]本发明涉及一种在役乙烯裂解炉管脆化分级寿命评估方法，具体涉及到一种基于现场金相检测以及碳化物宽度定量分析，对在役乙烯裂解炉炉管的脆化损伤状态及寿命进行分级评估的方法背景技术[0002]乙烯裂解炉是乙烯生产中的关键设备，而其核心构件是乙烯裂解炉炉管，裂解反应一般就发生在辐射段盘管之中，炉管壁温可高达950-1150℃。由于长期在高温和渗碳的介质中工作，运行条件苛刻，通常选择HP系列离心铸造合金作为炉管材料，例如25Cr35NiNb。这种炉管的设计寿命一般可达10万小时，但是实际运行寿命在3万小时到18万小时之间不等，取决于材料的质量及操作工况。有时炉管无法达到设计寿命即发生失效，造成非计划停车及严重损失，因此对在役炉管的寿命评估和失效预测对于裂解炉的正常运行具有重要意义。[0003]乙烯裂解炉管的损伤机理主要为渗碳损伤和蠕变损伤，而蠕变和渗碳损伤会引起炉管材料脆化，材料微观组织中碳化物发生粗化，高温及常温断后延伸率、冲击功将显著降低，从而极易在开停车以及清焦过程中热冲击载荷作用下，发生炉管热冲击开裂事故。[0004]目前，只有SHS03001-2004《管式裂解炉维护检修规程》中3.2.2条的规定，当由渗碳、蠕变等原因引起的裂纹深度超过壁厚1/2的，渗碳深度大于管壁厚的60％的，辐射段炉管蠕胀量超过外径的5％或周长增加3％以上的，应考虑对炉管实施更换。现有技术中给出的炉管寿命评价方法，主要采用参数外推方法对炉管蠕变损伤进行评价，没有考虑渗碳损伤对材质脆化的影响，与实际情况存在较大差异。因此，对于在役炉管综合脆化程度的检测和寿命评估目前还没有标准有效的方法。[0005]现场金相检测是乙烯裂解炉炉管的重要检测方法之一，传统方法通常根据金相中碳化物形貌及蠕变孔洞或裂纹等材料微观组织特征，凭借检测人员经验来定性