【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于乙烯裂解炉管检测，具体涉及一种27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法。
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，一般由耐热合金材料离心铸造而成，包括入口管和出口管，其中出口管管壁服役温度约为1050℃。乙烯裂解炉在长期运行过程中，高温蠕变是炉管主要蠕变损伤机理之一。
2、耐热合金材料的蠕变损伤一般分为三个阶段：蠕变第一阶段、蠕变第二阶段和蠕变第三阶段，蠕变第一阶段也称为减速蠕变阶段，合金应变速率随蠕变时间的增加而逐渐降低，此阶段持续时间占蠕变总时间一般在5％～15％不等；蠕变第二阶段，即稳态蠕变阶段，合金应变速率随蠕变时间的增加不发生显著变化，且持续时间一般相对较长，占蠕变总时间一般在70％～90％不等；蠕变第三阶段，即加速蠕变阶段，合金相应应变速率随蠕变时间的增加快速升高，直至蠕变断裂的发生，持续时间一般也较短，一般占蠕变总时间5％～15％不等。
3、对于乙烯裂解炉管，一旦蠕变损伤进入第三阶段，往往伴随着蠕变空洞和蠕变裂纹的产生，即炉管材料进入蠕变寿命的末期。为保障乙烯装置长周期安全运行，及时甄别服役中的炉管蠕变损伤状态，判断炉管处于蠕变第一阶段或第二阶段某种状态，为制定炉管检修、更换时机提供技术参考，保障炉管在检修周期内安全稳定运行，成为乙烯行业亟待解决的问题。
4、判断炉管材料处于蠕变损伤何种状态，传统的方法是开展某温度、应力条件下的高温蠕变试验，依据蠕变时间-应变速率曲线来判断，但此种方法有2个缺点：1)高
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法。本专利技术通过对1050℃服役下27cr44ni5w3al+微合金炉管开展定量组织特征参量分析，设计的影响函数能快速判断27cr44ni5w3al+微合金炉管材料的蠕变阶段，克服了传统高温蠕变试验耗时长、破坏性大的缺点。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案，一种27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，包括如下步骤：
3、s1、在27cr44ni5w3al+微合金炉管横截面1/4-3/4壁厚部位，进行显微组织观察和分析：
4、测得视场面积s0内炉管材料奥氏体晶界和晶内总析出物面积s1，计算奥氏体晶界和晶内总析出物面积s1占视场面积s0的面积分数a＝s1/s0×100％，单位1；
5、测得视场面积s0内炉管材料奥氏体晶界析出物内部细条状m7c3型碳化物的长径比b，单位1；
6、测得视场面积s0内炉管材料奥氏体晶界析出物边缘块状m23c6型碳化物面积s2，计算边缘块状m23c6型碳化物面积s2占奥氏体晶界和晶内总析出物面积s1的面积分数c＝s2/s1×100％，单位1；
7、s2、由面积分数a、c和长径比b计算27cr44ni5w3al+微合金炉管在1050℃条件下蠕变阶段的影响函数：
8、f(a,b,c)＝[(aa+bb+cc)/100]×100％
9、其中a为8，b为-0.5，c为1000；
10、s3、划分27cr44ni5w3al+微合金炉管在1050℃条件下的蠕变阶段：
11、若f(a,b,c)≤10％，判定27cr44ni5w3al+微合金炉管蠕变状态为蠕变第一阶段；
12、若10％<f(a,b,c)≤30％，判定27cr44ni5w3al+微合金炉管蠕变状态为蠕变第二阶段初期；
13、若30％<f(a,b,c)≤70％，判定27cr44ni5w3al+微合金炉管蠕变状态为蠕变第二阶段中期；
14、若70％<f(a,b,c)≤90％，判定27cr44ni5w3al+微合金炉管蠕变状态为蠕变第二阶段末期。
15、作为27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法进一步的改进：
16、优选的，采用gx53型olympus金相显微镜进行显微组织观察，放大倍数为1000倍，每件试样随机选取不低于20个视场进行显微组织观察。
17、优选的，采用imageproplus6.0软件对显微组织照片进行显微组织分析，测量数据为所有视场测量数据的算术平均值。
18、优选的，采用imageproplus6.0软件对显微组织照片进行分析，区域选取时range选取10、thresh选取3、smooth选取1、speed选取2。
19、优选的，奥氏体晶界析出物包括m23c6型碳化物、m7c3型碳化物和ni3al相析出物。
20、本专利技术相比现有技术的有益效果在于：
21、1)在正常操作工况下，除部分入口管外，27cr44ni5w3al+微合金乙烯裂解炉辐射段炉管管壁温度一般为1050℃。在服役过程中，在高温和内压的作用下，27cr44ni5w3al+微合金炉管发生蠕变损伤。随着服役时间的延长，蠕变损伤程度加剧。
22、一方面，在高温状态下，随着服役时间的延长，奥氏体晶界内部细条状m7c3型碳化物会逐渐向块状m23c6型碳化物转变，并在奥氏体晶界析出物的边缘长大；另一方面，奥氏体析出的新的二次m23c6型碳化物也在会奥氏体晶界析出物的边缘部位聚集，因此随着服役时间的延长，蠕变损伤的加剧，奥氏体晶界总析出物数量增加，且奥氏体晶界析出物边缘部位块状m23c6型碳化物占比也随之增加。
23、对于奥氏体晶界析出物内部细条状的m7c3型碳化物，一方面随着高温下服役时间的增加，m7c3型碳化物会逐渐向块状m23c6型碳化物转变，另一方面，随着蠕变程度的加深，在高温应力的作用下，细条状的碳化物在形态上也慢慢向短粗化发展，因此奥氏体晶界析出物内部细条状析出物的长径比随着蠕变的进行会逐渐降低。27cr44ni5w3al+微合金炉管的晶界和晶内析出物典型显微组织照片见图1。
24、2)本专利技术确定了由奥氏体晶界析出物面积分数影响因子a、奥氏体晶界析出物内部细条状m7c3型碳化物长径比影响因子b和奥氏体晶界析出物边缘块状m23c6型碳化物面积分数影响因子c；最终得到27cr44ni5w3al+微合金炉管在1050℃条件下蠕变第一、第二阶段判定的影响函数。设计出27cr44ni5w3al+微合金炉管在1050℃条件下蠕变阶段的影响函数，能快速判断该27cr44ni5w3al+微合金炉管所处的蠕变第一、第二阶段。经过对高温服役前后的相同27cr44ni5w3al+微合金炉管测试1050℃、18-25mpa条件下蠕变时间、应变速率曲线(1050℃、25mpa条件下典型蠕变时间-应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种27Cr44Ni5W3Al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的27Cr44Ni5W3Al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，采用GX53型Olympus金相显微镜进行显微组织观察，放大倍数为1000倍，每件试样随机选取不低于20个视场进行显微组织观察。
3.根据权利要求1或2所述的27Cr44Ni5W3Al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，采用Image Pro Plus 6.0软件对显微组织照片进行显微组织分析，测量数据为所有视场测量数据的算术平均值。
4.根据权利要求3所述的27Cr44Ni5W3Al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，采用Image Pro Plus 6.0软件对显微组织照片进行分析，区域选取时range选取10、thresh选取3、smooth选取1、speed选取2。
5.根据权利要求3所述的27Cr44Ni5W3Al+微合金炉管1050℃
...【技术特征摘要】
1.一种27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，采用gx53型olympus金相显微镜进行显微组织观察，放大倍数为1000倍，每件试样随机选取不低于20个视场进行显微组织观察。
3.根据权利要求1或2所述的27cr44ni5w3al+微合金炉管1050℃服役温度下蠕变阶段快速判断方法，其特征在于，采用image pro plus 6.0软件对显微组...
【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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