1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
本科生毕业论文(设计)开题报告机械与动力工程学院 过程装备与控制工程选题学生为:刘增辉 【学号:1201110408】课题名称为:HP+Nb已服役炉管剩余寿命分析选题意义:杨巴公司合成气车间的加热裂解炉,其下集气管多处开裂,并影响到正常生产,造成很大的经济损失。因此分析现役炉管的剩余使用寿命,进行相关的试验分析,研究炉管开裂的原因,以及估算炉管剩余寿命,避免造成严重经济损失。在石化企业中广泛使用的加热炉工作条件通常极为苛刻,炉管的安全性对加热炉乃至整个装置的安全运行起着重要作用,其剩余寿命的预测对提高企业经济效益和社会效益,都具有重大的意义,已成为当代工程技术人员最为关注的重要研究课题之一。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
炉管寿命分析方法
炉管的设计计算,是以钢材高温屈服强度和持久强度作依据,当金属工作温度≥450℃时,主要是按持久强度计算。所以,以前为估算已运行过钢管的剩余寿命时,通常取样作持久强度试验,以期得到寿命损耗后的钢材实际持久强度值,并以此再核算钢管的剩余寿命。最初,当试验出运行管比原始材料的持久强度低时,便以为这是运行管在长期运行中,使强度有所损耗,试验的差值便认为是强度损耗的大小。后来,随着对工厂生产中的锅炉设备失效分析量的增加,发现某些运行过钢管的持久强度值反而高一些,实为费解。但随着研究工作的深入、技术的进步以及实验设施的发展,人们逐渐认识到当初的做法是欠妥的。使用过的钢材,其组织已发生较大变化,与原材料相比,在相同条件下,它的组织状态稳定,扩散速度远小于原材料组份扩散速度。亦即原材料组份的浓度差都比较大,易于扩散,表现在宏观强度上,它的下降速度快。于是,在持久强度曲线上,原材料的斜率比运行过材料的斜率大。虽然持久强度试验初始阶段,原材料试验值比运行过材料试验值高,而在长时间试验之后,或者外推之后,则由于两条曲线斜率不同而相交,甚至最后得出运行过材料的持久强度,比未运行过材料的持久强度高的结论,显然这是不合理的。对于长期运行的材料来讲,其强度不可能随着运行时间的增长而增高。如果是这样,那么钢管永远不会损坏。从理论与实践方面,都能证明上述现象是不合理的。所以,只对持久强度而言,必须研究出新的,更加实用的测试技术。
最近十几年发展起来的炉管剩余寿命预测方法,归纳起来可以分为两类:
(1)根据运行一段时间后炉管的性能和状态(如材料的显微组织、持久强度、蠕胀、空洞或裂纹等),通过实验建立这些参数和短时持久强度的关系,再利用外推法确定实际使用温度、应力下的剩余寿命。
