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NB／T 10617-2021 制氢转化炉炉管寿命评估及更换导则.pdfNB/T 106172021
8.1.2材料性能数据
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8.4.1炉管应力水平应依据转化炉设计资料运行记录、检测结果等，采用SH/T3037进行解析 计算，或基于有限元方法进行仿真计算。 8.4.2应考虑炉管应力水平可能存在的影响因素及分布不均匀性GB/T 28021-2011 饰品 有害元素的测定 光谱法，对应力水平计算结果进行保守 处理。
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利用截面金相法进行炉管寿命评估可按照以下步骤进行： ）通过对炉管变损伤最严重的部位进行割管取样，截取炉管横截面进行金相观察； 制氢转化炉炉管的截面金相按照显微组织和损伤形态的不同，从孤立孔洞的萌生到微裂 纹的扩展，蠕变损伤等级可分为5级，蠕变孔洞的检验参照DL/T884的规定执行。具体 描述见表2。
表2制氢转化炉炉管蠕变损伤等级及对应描述
利用表面金相法进行炉管寿命评估可按照以下步骤进行： a）对炉管蠕变损伤最严重的部位表面进行打磨，应打磨适合深度以去除表面氧化层； b）对打磨位置进行表面金相观察，根据炉管的表面显微组织和损伤形态，结合内外壁温差 和服役时间，估算内壁至距离内壁1/3处的微观损伤状态； C）根据估算的内壁至距离内壁1/3处的微观损伤状态，并参照表2判断螺变损伤等级。
利用等温线外推法进行炉管寿命评估可按照以下步骤进行： a）试验温度选取与制氢转化炉炉管运行相同条件下的温度，按GB/T2039进行材料的持久 断裂试验。 b）利用式（1）对试验数据用最小二乘法进行拟合，确定k、m值：
式中： t.—断裂时间，h；
o。—试样加载的应力水平，MPa； t——断裂时间，h； k、m—由试验确定的材料常数。
断裂时间，h； m一由试验确定的材料常数。 用式（1）外推材料在某一规定时间的持久强度α,时，外推的规定时间应小于最长试验点 时间的10倍，如外推材料850℃、5×10*h的持久强度，则最长试验点时间应不小于5×10"h。
d）拟合下限寿命线的k和m值，取下限寿命线的应力α。为中值寿命线应力。的0.8倍。 f）按照式（2）外推计算炉管的蠕变断裂寿命t：
g 010s 105 = +.... lg
、o—某一温度下10*h和10°h的持久强度； 一一应力系数，当选中值寿命线时，n取1.5；当选下限线时，n取1.2。 g）计算炉管服役过程的每段操作时间或每个温度波动周期的寿命用尽分数，将这些寿命用 尽分数相加得到炉管累积蠕变损伤总值，蠕变剩余寿命分数按式（3）计算得到：
式中： ,蠕变剩余寿命分数； 炉管在某一应力、温度下的运行时间，h； tt炉管在某一应力、温度下的失效时间，h。 h）将蠕变剩余寿命分数与规定操作条件下的t相乘，得到规定操作条件下的剩余寿命估算值
prm (o)= T(C + Igt)
2.5.1用一组样品在不同温度、不同应力水平下进行蠕变断裂试验（按GB/T2039执个 样品在某一温度、应力下的蠕变断裂曲线
一温度、应力下的螨变断裂曲线。 利用式（5）拟合每一样品在其温度、应力下的蠕变断裂曲线，求解每一样品蠕变方程中的
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GB/T 593-2019 船用填料旋塞0 (=1. 2. 3. 4)
式中： &,一总应变; e,一一第一阶段的蠕变应变参数； 6,一一第一阶段的变应变速率参数； ,一一第三阶段的变应变参数； 一一第三阶段的蠕变应变速率参数； 一蠕变断裂时间，h。 9.5.3利用试验温度Ta、应力α和按式（5）求解得到的θ,，求解式（6）中的系数ai、bi、c;利
5.3利用试验温度Ta、应力α和按式（5）求解得到的θ,，求解式（6）中的系数ai、bi 建立6,与温度T、应力的关系：
Ig, =a, +bo+ c,T + d,oT (i=1,2,3,4)·
10制氢转化炉炉管的更换原则和策略
当炉管检验或寿命评估满足以下条件之一时，需要考虑对炉管进行更换： a）金相分析为E级； b）炉管的最大蠕变应变达到2%，或蠕胀速率较上一检验周期成倍增长； c）所评估的制氢转化炉炉管剩余寿命低于下一个检验周期； d）炉管的壁厚低于满足强度校核的最小厚度； e）经宏观检验、金相分析、超声检测或渗透检测发现宏观裂纹，外壁裂纹无法修复或含内 壁裂纹时，应对炉管依据GB/T19624或GB/T35013进行含缺陷炉管的合于使用评价， 若评价不通过，则需对炉管进行更换
当确定炉管需要更换时，可采用以下之一的炉管更换策略： a）参考10.1炉管更换原则，对剩余寿命不足或损伤严重的制氢转化炉炉管进行更换。对于 剩余寿命满足使用要求且损伤不严重的炉管可暂不进行更换； 6 因内部存在连续的催化剂，割管焊接存在一定困难GB/T 15551-2016 丝绸织物，一般需要对整根炉管进行更换； C 若因备管不足或其他原因无法进行整管更换时，一般采取掐猪尾管处理的方式让该根炉 管干烧，保证其他转化炉管的安全使用，并及时备管，在下一检修周期进行更换； d） 若备管不足且仍需保证一定的转化效率，在焊接工艺评定基础上，可通过割管和新旧炉 管焊接的方式对损伤严重部位进行修复，但可能会影响催化剂效果。