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Cr5Mo耐热钢加热炉管在我国石油化工行业广泛应用,其一般设计寿命为10万小时,而我国许多早期的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注的。因而有必要研究其使用状况及安全评估技术。
通过对已经使用近十年的某石化厂的重整Cr5Mo加热炉管的组织及性能变化情况的研究,预测其剩余安全使用寿命,以找到适合生产需要而又切实可行的安全寿命评估方法;初步探讨了炉管长期服役后通过热处理恢复其组织,提高性能的可行性,保证设备继续安全运行;从动力学和热力学方面讨论了组织性能变化的原因,为进一步定量分析提供了理论依据。
试验结果表明:在500℃长期运行近十年的Cr5Mo加热炉管显微组织已发生变化,主要表现为珠光体球化,合金元素从固溶体中析出并向晶界转移,碳化物形态、数量、分布的变化,未见蠕变空洞与微裂纹。通过试验结果得出:此加热炉管虽然组织有所老化,但性能降低不大,若在原工况下,继续运行,安全剩余寿命仍至少为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,建立了组织劣化程度与剩余寿命的关系,实现了通过对部件组织的评定来定量预测部件的剩余寿命。通过恢复性热处理的方法,可以改善组织,提高材料性能,为延长炉管的寿命提供了有效途径。