为了研究长期高温服役后乙烯裂解炉管焊接接头的损伤情况，对服役6 a （年）后的Cr35Ni45Nb合金焊接接头的显微组织、高温持久性能、硬度等进行了分析。结果表明：经过长期高温服役后，Cr35Ni45Nb合金焊接接头母材及焊缝区域的原始共晶碳化物发生粗化，形成了连续的网状结构，二次碳化物聚集长大成块状；碳化物M₇C₃和NbC分别转变为M₂₃C₆和G相；焊接接头的高温持久性能下降，硬度升高；熔合线附近区域是整个焊接接头的最薄弱区域；该乙烯裂解炉管服役6 a后焊缝热影响区的损伤较为严重，炉管不宜继续使用。

所属栏目

试验与研究

收稿日期

2017/2/27

作者单位

潘培明:中国石油化工股份有限公司广州分公司, 广州 510726
姚年善:青岛新力通工业有限责任公司, 青岛 266706

备注

潘培明(1963-),男,工程师,主要从事石油化工设备管理工作,panpeiming.gzsh@sinopec.com

引用该论文:

PAN Peiming,YAO Nianshan.Damage Analysis of Welding Joints of Ethylene Cracking Furnace Tubes after Long-Term Service under High Temperature[J].Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing,2017,53(11):786～790
潘培明,姚年善.长期高温服役乙烯裂解炉管焊接接头损伤分析[J].理化检验－物理分册,2017,53(11):786～790

参考文献

【1】

JAKOBI D, GOMMANS R. Typical failures in pyrolysis coils for ethylene cracking[J]. Corrosion by Carbon and Nitrogen, 2007,54(11):259-270.

【2】

刘致远.铝元素对HP40耐热铸造合金组织和性能影响研究[D].兰州:兰州理工大学,2008.

【3】

ANDRADE A R, BOLFARINI C, FERREIRA L A M, et al. Titanium micro addition in a centrifugally cast HPNB alloy:High temperature mechanical properties[J]. Materials Science and Engineering:A,2015,636:48-52.

【4】

ANDRADE A R, BOLFARINI C, FERREIRA L A M, et al. Influence of niobium addition on the high temperature mechanical properties of a centrifugally cast HP alloy[J]. Materials Science and Engineering:A, 2015, 628:176-180.

【5】

刘志国.合金元素对耐热钢组织及性能的影响[J].材料开发与应用,1997(1):17-21.

【6】

SHEN L M, GONG J M, JIANG Y, et al. Effects of aging treatment on microstructure and mechanical properties of Cr25Ni35Nb and Cr35Ni45Nb furnace tube steel[J]. Acta Metallurgica Sinica (English Letters),2011,24(3):235-242.

【7】

王子宗,何细藕.乙烯装置裂解技术进展及其国产化历程[J].化工进展,2014,33(1):1-9.

【8】

李旺明,刘晴岩,张建华.奥氏体不锈钢管母材和焊缝的显微组织对超声检测的影响[J].理化检验-物理分册,2015,51(1):22-26.

【9】

赵金凤,余世杰,袁鹏斌.不锈钢薄板焊接裂纹成因分析[J].理化检验-物理分册,2015,51(2):151-154.

【10】

GUGLIELMINO E, PINO R, SERVETTO C, et al. Damage investigation on welded tubes of a reforming furnace[J]. Metallurgia Italiana,2015,107(1):53-58.

【11】

ALLAHKARAM S R, BORJALI S, KHOSRAVI H. Investigation of weldability and property changes of high pressure heat-resistant cast stainless steel tubes used in pyrolysis furnaces after a five-year service[J]. Materials & Design,2012,33:476-484.

【12】

SUSTAITA-TORRES I A, HARO-RODRIGUEZ S, GUERRERO-MATA M P, et al. Aging of a cast 35Cr-45Ni heat resistant alloy[J]. Materials Chemistry and Physics,2012,133(2/3):1018-1023.

【13】

宋若康,张麦仓,杜晨阳,等.Cr35Ni45钢高温长期服役过程中的组织演化规律分析[J].稀有金属材料与工程,2014(7):1628-1632.

【14】

REIHANI A, HAGHIGHI R D. Failure analysis and weld ability improvement of 35%Cr-45%Ni heat resistant alloy[J]. Engineering Failure Analysis,2015,52:97-108.

【15】

王成.HP40Nb炉管焊缝组织在时效处理中的碳化物析出研究[J].世界有色金属,2015(8):45-47.

【16】

沈利民,巩建鸣,姜勇,等.时效时间对Cr35Ni45Nb离心铸造奥氏体钢力学性能与微观组织的影响[J].南京工业大学学报(自然科学版),2011,33(2):28-32.

【17】

KONDRAT'EV S Y, KRAPOSHIN V S, ANASTASIADI G P, et al. Experimental observation and crystallographic description of M₇C₃ carbide transformation in Fe-Cr-Ni-C HP type alloy[J]. Acta Materialia,2015,100:275-281.

【18】

巩建鸣,潘文越.HK40炉管焊缝抗蠕变裂纹扩展能力的试验[J].南京化工大学学报(自然科学版),1998,20(4):60-64.

【19】

巩建鸣,涂善东,凌祥,等.焊接对HK40高温炉管的蠕变损伤与断裂的影响[J].材料工程,2000(11):9-12.

【20】

SHINOZAKI K, KUROKI H, NAKAO Y, et al. Deterioration of weldability of long-term aged HP heat-resistant cast steel containing Nb, Mo, and W[J]. Welding International,1999,13(1):39-48.