【技术实现步骤摘要】
本专利技术属石化乙烯装置检测，具体涉及一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法。
技术介绍
1、乙烯裂解炉是石化乙烯装置核心设备，炉管是其关键部件，离心铸造的35cr45ninb+微合金材料由于具有良好的抗渗碳、抗蠕变性能，广泛应用于乙烯裂解炉辐射段炉管，在正常服役过程中，辐射段不同部位炉管管壁温度从900～1050℃不等。但实际运行过程中，因异常工况导致的炉管局部超温并不鲜见：如裂解炉负荷低，引起炉管内介质偏流，进而造成炉管局部超温；如原料超标引起炉管内壁异常结焦，导致局部炉管温度偏高；又如火焰舔管也会使得炉管温度升高等。
2、炉管局部超温会严重降低炉管蠕变寿命，因此，35cr45ninb+微合金离心铸造乙烯裂解炉管是否超温以及最高管壁温度的判定，成为石化乙烯行业亟待解决的问题。
3、申请人前期专利cn115684161a公开了一种判定高铝乙烯裂解炉管最高服役温度的方法，但高铝乙烯裂解炉管属于新型离心铸造炉管，材质与广泛使用35cr45ninb+微合金材料的乙烯裂解炉显著不同，导致判定温度的显微组织特征参量类别显著不同，无法用于最高管壁温度的判定。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术目的之一在于提供一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法。
2、本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，包括如下步骤：
4、步骤一、对乙烯裂解炉管横截面1/4～3/4壁厚
5、步骤二、记单位面积为s0，按算术平均值计算，获取单位面积所述照片中奥氏体晶界条状析出物平均宽度a，单位μm；
6、步骤三、判定：当a＜4.9μm时，乙烯裂解炉管最高管壁温度t小于1100℃；当a≥4.9μm时，乙烯裂解炉管最高管壁温度t≥1150℃。
7、优选的，所述步骤二中，还获取单位面积所述照片中以下数据：奥氏体晶界和晶内总析出物面积s1、奥氏体晶内析出物面积s2；
8、总析出物面积分数b＝(s1/s0)×100％，单位1；
9、晶内析出物面积占总析出物面积分数c＝(s2/s1)×100％，单位1；
10、同时，测量乙烯裂解炉管材料的维氏硬度d，单位hv10；
11、所述步骤三中，按照如下程序进行进一步判定：
12、1)当a＜4.9μm时，判定乙烯裂解炉管最高管壁温度影响函数：
13、f(a,b,d)＝aa+bb+dd，式中a为1，b为10，d为0.01；
14、划分乙烯裂解炉管最高管壁温度t的范围如下：
15、若f(a,b,d)≤8.0，判定t≤950℃；
16、若8.0＜f(a,b,d)≤8.6，判定950＜t≤1000℃；
17、若8.6＜f(a,b,d)≤9.4，判定1000＜t≤1050℃；
18、若9.4＜f(a,b,d)≤10.3，判定1050＜t≤1100℃；
19、2)当a≥4.9μm时，判定乙烯裂解炉管最高管壁温度影响函数：
20、f(c,d)＝cc+dd，式中c为20，d为0.01；
21、划分乙烯裂解炉管最高管壁温度t的范围如下：
22、若3.8≤f(c,d)＜4.9，判定1100＜t≤1150℃；
23、若3.0≤f(c,d)＜3.8，判定1150＜t≤1200℃。
24、本专利技术中，当a＜4.9时，针对35cr45ninb+微合金乙烯裂解炉管材料获取的数据，在不超过1100℃温度范围内，基于本方法的f(a,b,d)最大值不会超过10.3。当a≥4.9时，针对35cr45ninb+微合金乙烯裂解炉管材料获取的数据，在1100～1200℃温度区间，基于本方法的f(c,d)最大值不超过4.9，最小值不会低于3.0。
25、优选的，所述步骤一中，获取视场照片的方法为：沿乙烯裂解炉管的管径方向切割，以切割暴露的横截面为观察面，使用金相显微镜在1/4～3/4壁厚部位进行显微组织分析，设定放大倍数为1000倍，随机选取20个视场进行拍照。
26、优选的，所述金相显微镜为gx53型olympus金相显微镜。
27、优选的，所述步骤二中，采用image pro plus 6.0软件对所述照片进行分析。
28、优选的，所述奥氏体晶界析出物包括灰白色条状m23c6型碳化物和灰黄色块状ni16nb6si7相即g相；所述奥氏体晶内析出物包括呈颗粒状的细小的m23c6型碳化物和ni16nb6si7相即g相。
29、优选的，采用dvk-1s型维氏硬度计，依据gb/t 4340.1-2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》测量炉管材料维氏硬度d。
30、本专利技术的有益效果在于：
31、本专利技术针对乙烯裂解炉管，通过显微组织观察和维氏硬度测试，首次提出了乙烯裂解炉管最高管壁温度的判定方法。本专利技术确定了基于奥氏体晶界条状析出物平均宽度影响因子a初步判定最高管壁温度的方法，并建立了一套还包含奥氏体晶界和晶内析出的总析出物面积分数影响因子b、奥氏体晶内析出物面积分数影响因子c和维氏硬度影响因子d在内的、能够精确判断乙烯裂解炉管最高管壁温度的影响函数，实现了对乙烯裂解炉管最高管壁温度快速高效、准确有效的判定。
32、本专利技术的判定方法可用于在役制乙烯裂解炉管检测评价分析，通过确定炉管最高管壁温度，能为评估炉管服役状态、查找炉管失效原因提供依据，为石化乙烯装置管理人员调整工艺操作参数、控制炉管管壁温度、保障装置安全稳定运行提供参考。
33、本专利技术判定方法的原理如下：
34、对于35cr45ninb+微合金材质离心铸造乙烯裂解炉管，随着管壁温度的升高，奥氏体晶界上骨架状的m7c3型碳化物会逐渐转变为高温下稳定性更好的m23c6型碳化物，nbc也会逐渐转变为g相，因此奥氏体晶界析出物(包括碳化物和g相)平均宽度会随着管壁温度的提高而增加；此外，奥氏体晶内也会逐渐析出颗粒状的m23c6型碳化物和g相，当管壁温度进一步升高到1100℃时，奥氏体晶内析出的颗粒状m23c6型碳化物和g相会逐渐溶解，由于相对于奥氏体基体，碳化物硬度较高，因此在低于1100℃时，随着管壁温度的升高，炉管硬度也随之升高；高于1100℃时，随着管壁温度的升高，炉管硬度开始出现下降。
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1.一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述步骤二中，还获取单位面积所述照片中以下数据：奥氏体晶界和晶内总析出物面积S1，奥氏体晶内析出物面积S2；
3.根据权利要求1所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述步骤一中，获取视场照片的方法为：沿乙烯裂解炉管的管径方向切割，以切割暴露的横截面为观察面，使用金相显微镜在1/4～3/4壁厚部位进行显微组织分析，设定放大倍数为1000倍，随机选取20个视场进行拍照。
4.根据权利要求3所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述金相显微镜为GX53型Olympus金相显微镜。
5.根据权利要求1所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述步骤二中，采用Image Pro Plus 6.0软件对所述照片进行分析。
6.根据权利要求2所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方
7.根据权利要求2所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，采用DVK-1S型维氏硬度计，依据GB/T 4340.1-2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》测量炉管材料维氏硬度D。
...【技术特征摘要】
1.一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述步骤二中，还获取单位面积所述照片中以下数据：奥氏体晶界和晶内总析出物面积s1，奥氏体晶内析出物面积s2；
3.根据权利要求1所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述步骤一中，获取视场照片的方法为：沿乙烯裂解炉管的管径方向切割，以切割暴露的横截面为观察面，使用金相显微镜在1/4～3/4壁厚部位进行显微组织分析，设定放大倍数为1000倍，随机选取20个视场进行拍照。
4.根据权利要求3所述的一种判定离心铸造乙烯裂解炉管最高管壁温度的方法，其特征在于，所述金相显微镜为gx53型o...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，连晓明，范志超，陈学东，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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