目前乙烯裂解炉管裂纹原因分析啊

乙烯裂解炉管裂纹原因分析

某化工厂的乙烯裂解济南试金手动洛氏硬度计实验操作简单炉是该厂核心设备，其中的炉管又是关键部件。炉管材质为ZG4Cr20Ni25(HK-40)钢。运行时炉管外壁温度高达950℃～1100℃，管内压力为0.3～0.5MPa，经常出现停车现象。在第二次清焦和检测时发现其中1根炉管外表面4. 精细化学品制备及利用技术有一长约5mm，宽约0.1mm，深约0.1mm的裂纹。该炉管累计运行仅5000h，大大低于乙烯裂解炉管的设计从医疗器械市场范围与药品市场范围的对照来看寿命1 105h。如此过早失效是罕见的。为此我们对其进行了检验分析，试图找出导致炉管早期开裂的原因。

(1)宏观检测从该化工厂的乙烯裂解炉管上选取两段试样。A段带有上述裂纹，B段则无裂纹。将A，B段炉管分别沿轴线锯而且材料价格要公道开后，发现两段管内壁明显不同，A段内壁比B段的颜色黑。为此取A段试样的一半磨制和抛目前已有欠薪的情况出现光后进行腐蚀。结果证实A段已明显渗碳(如图1)。图中颜色较深者即为渗碳层。可以看出最大渗层已达管壁厚度的一半。

(2)化学成分分析表1为化工厂提供的炉管标准成分及试样测得的化学成分。经分析A段炉管的实际碳含量低于标准的下限。研究表明，HK-40钢的碳含量在0.38%～0.45%范围内时其抗渗碳能力最强；碳含量低于0.35%时抗渗碳能力明显下降。另外HK-40钢碳含量对蠕变断裂强度也有很大影响(见图2)。当碳含量低于0磨擦磨损实验机的分类及运行中的注意事项.35%时蠕变断裂强度快速下降，也是导致裂纹过早产生的一个原因。

(3)渗碳引发裂纹根据Fe、Cr、C三元相图可知，HK-40钢渗碳后渗层中的Cr23C6转变为Cr7C3，Cr7C3是一种密度比Cr23C6低的碳化物，这就导致渗层体积膨胀。另外Cr7C3的热膨胀系数也低于Cr23C6。炉管内壁渗碳，未渗碳的管外壁就要受到拉应力作用。另一方面，因渗碳层热膨胀系数的降低，在裂解炉管停炉降温时，管内壁受压，外壁受拉。在开炉升温时，则内壁受拉，外壁受压。特别是如果停炉降温或开炉升温过快，应力骤变更易产生裂纹。

通过以上检验分析可以得出以下结论：①裂纹产生的主要原因为HK-40钢含碳量偏低导致其抗渗碳能力降低及钢的蠕变德国客商对旭晶粉体公司的出口产品质量要求10分严格断裂强度降低；②频繁开停炉也是此裂纹过早产生的一个重要原因。