Page 17 - 理化检验-物理分册2023年第十二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202312001

HP-Nb 合金转化炉管服役过程中的损伤规律

陈海见 , 徐 辽 , 张 波 , 郭景锋 2
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( 1. 烟台慕迪工业技术有限公司, 烟台 264006 ; 2. 宜春学院 物理科学与工程技术学院, 宜春 336000 )
摘 要: 对 HP-Nb合金转化炉管服役时的显微组织损伤和力学性能衰退规律进行研究。采用
光学显微镜、 X 射线衍射仪分析了不同服役时间下转化炉管显微组织演变和氧化损伤, 同时对其常
温力学性能、 高温蠕变性能、 高温抗松弛性能进行了研究。结果表明: 长时间的高温服役使 HP-Nb
合金炉管的一次碳化物粗化, 在晶界形成了连续的网状结构; 在晶内也析出了大量的二次碳化物,
型碳化物; HP-Nb合
并且随服役时间的延长而长大; 初始碳化物由 M 7 C 3 型碳化物转变为 M 23 C 6
金服役过程中发生了内氧化, 在炉管内、 外表面形成了氧化膜和氧化膜下的贫 Cr区; 长时间服役
后炉管的室温抗拉强度、 塑性和韧性、 高温蠕变性能、 高温抗松弛性能均明显降低。

关键词: HP-Nb合金; 高温蠕变; 碳化物; 氧化膜; 显微组织

中图分类号: TG142.7 ; TB31 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 12-0001-05

Dama g elawofHP-Nballo y reformertubeinservice p rocess

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CHENHai j ian , XULiao , ZHANGBo , GUOJin g fen g 2

( 1.YantaiMudiIndustr yTechnolo gyCo. , Ltd. , Yantai264006 , China ;

2.Colle g eofPh y sicalScienceandTechnolo gy , YichunUniversit y , Yichun336000 , China )

Abstract : Themicrostructuredama g eandmechanical p ro p ertiesde g radationofHP-Nballo y reformertubes

durin g servicewerestudied.Themicrostructureevolutionandoxidationdama g eofreformertubeswithdifferent

servicetimewereanal y zedb yo p ticalmicrosco p eandX-ra ydiffractometer.Atthesametime , its mechanical

p ro p ertiesatroomtem p erature , hi g htem p eraturecree pp ro p ertiesandhi g htem p eraturerelaxationresistancewere

studied.Theresultsshowthatthe p rimar y carbidesofHP-Nballo y furnacetubeswerecoarsenedb y lon g -termhi g h

tem p eratureservice , andacontinuousnetworkstructurewasformedattheg rainboundar y .Alar g enumberof

secondar y carbideswerealsop reci p itatedinthecr y stal , andg row withtheextensionofservicetime.Theinitial

carbidewastransformedfrom M 7 C 3carbidetoM 23 C 6carbide.Internaloxidationoccurreddurin g theserviceofHP-

Nballo y , andtheoxidefilmandCr-de p letedzoneundertheoxidefilmwereformedontheinnerandoutersurfaces

ofthefurnacetube.Afterlon g -termservice , theroomtem p eraturetensilestren g th , p lasticit y andtou g hness , hi g h

tem p eraturecree pp erformanceandhi g htem p eraturerelaxationresistanceofthefurnacetubeweresi g nificantl y
reduced.

Ke y words : HP-Nballo y ; hi g htem p eraturecree p ; carbide ; oxidefilm ; microstructure
在化工行业中, 天然气制甲醇可以显著提高天然 醇的核心生产设备。在化工、 电力等行业中, 恶劣的
气的附加值, 实现产业升级, 而转化炉是天然气制甲 服役环境使其核心装备部件经常发生失效, 给安全生
产造成了巨大的威胁 [ 1-2 ] 。天然气制甲醇的核心装备
是转化炉, 转化炉管一般由 Fe-Ni-Cr耐热合金制成。
收稿日期: 2023-01-13
辐射段炉管是原料反应区域, 服役时温度最高, 且承
基金项目: 江西省教育厅科学技术研究项目( GJJ211606 ); 江西
受较大的介质压力, 因此其在服役过程中易发生蠕
省自然科学基金项目( 20232BAB204005 )
作者简介: 陈海见( 1977- ), 男, 工程师, 主要从事石化高温炉管 变、 氧化、 组织劣化等损伤, 进而导致炉管性能下降,
的检测和失效分析工作 缩短炉管的服役寿命 [ 3-6 ] 。 HP-Nb耐热合金广泛应
用于石化工业的重整转化炉中, HP-Nb合金具有优
通信作者: 郭景锋, gj f100 gj f@163.com
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