乙烯裂解扭曲片管洞穿失效的分析..docVIP

乙烯裂解扭曲片管洞穿失效的原因 王晓艳1，2 ,张伟强1 , 郑志3 , 佟健3 ,于永泗4 （1.沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳 110168; 2.大连机车技师学院, 大连116023; 3.中国科学院金属研究所, 沈阳 110016; 4.大连理工大学材料科学与工程学院，大连 116024） 摘要：通过扭曲片管的化学成分分析.....方法，对乙烯裂解扭曲片管穿孔失效原因进行了分析。结果表明：扭曲片管的失效是由于其铸造缺陷（疏松）和冶金缺陷（夹杂）与高的硫含量结合，使硫在缺陷处滞留和浓缩，形成Ni-Ni3S2低熔点共晶，使管壁的局部腐蚀加速造成的。根据结论写 关键词：乙烯裂解；扭曲片管；穿孔失效；原因分析 中图分类号：补充 文献标志码：B reasons for piercing failure of ethylene cracking twisted-tape-tube WANG Xiao-yan1,2,ZHANG Wei-qiang1, ZHENG Zhi3, TONG Jian3 ,YU Yong-si4 (1. School of Materials Science and Engineering，Shenyang University of Technology，Shenyang 110168，China; 2.Dalian Locomotive Technician College ,Dalian 116023，China; 3.Instidute of Metal Research，Chinese Academy of Science，Shenyang 110016，China; 4.School of Materials Science and Engineering，Dalian University of Technology，Dalian 116024，China） Abstract：The piercing ailure reasons of ethylene cracking twisted-tape-tube are investigated. The results shown that the failure of twisted-tape-tube is mainly caused by combination of cast defect (microshrinkage) and metallurgy defect (inclusions) with high sulfur content. Sulfur was detained and inspissated at defects and formed Ni-Ni3S2 low melting point eutectic that accelerated local corrosion of internal wall of twisted-tape-tube.按中文改写 Key words：ethylene cracking；twisted-tape-tube；piercing ailure； analysis 0 引 言 扭曲片管是一种带有扭曲180?中隔的短管，如图1所示。焊接于乙烯裂解炉管中的扭曲片管是乙烯裂解装置中的重要部件，它可显著提高乙烯裂解炉管的传热效果，使乙烯裂解生产过程中的能耗下降、乙烯收率提高、炉管使用寿命延长。 乙烯裂解炉管扭曲片管的设计使用温度为1050℃，压力为0.5 MPa。管内通入的原料气为煤柴油和水蒸汽，出口气体主要成份为甲烷、乙烯、乙烷和水蒸汽，还有游离的碳，管内气体的流速为146.67m/s。扭曲片管的设计使用寿命为10h，但某厂的扭曲片管在使用一年左右便发生穿孔泄漏严重影响了企业的正常生产和经济效益。对失效的扭曲片管进行了解剖，并对其发生穿孔泄漏的原因进行了分析。 1 理化检验及结果 1.1扭曲片管的化学成分 扭曲片管的化学成分如表1所示。可以看出，扭曲片管为HP型炉管，成分符合国家标准。真空感应炉熔炼高温合金中的氧、氮质量分数一般不超过0.003%[1]，而扭曲片管中的氧、氮质量分数分别达到0.015%和0.068%。显然，此扭曲片管是在大气下冶炼的。 表1 扭曲片管的化学成分（质量分数） Tab.1 Chemical composition of twisted-tape-tube (mass) % C Cr Ni Fe Nb Si Mn P S Mo O N 扭曲片管 0.50 25.6 33.8 余 1.14 1.8 0.96 0.022 0.007 0.27 0.015 0.068 GB/T 8492-2002 0.3~0.5 2