炼油厂管式加热炉常用高温炉管性能对比

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　　摘要：当前，我国经济社会取得了突飞猛进的发展，相关方面的资源为经济发展提供了巨大的助力，在经济发展的过程中起着至关重要的作用。随着人们生活水平的提升，对于油气资源的需求也越来越多，相应的，对于石油化工等相关方面的性能、技术和质量等也进一步提高标准。基于此，本文着重针对炼油厂管式加热炉常用高温炉管性能等相关方面进行对比和分析，希望通过本文的论述能够为业内人士提供有建设性的参考。
　　关键词：炼油厂;管式加热炉;常用高温炉管;性能
　　随着科学技术突飞猛进的发展，我国的石油化工工艺也有了很大的进步，在炼油厂的加热炉中广泛应用了更先进的装置和技术，例如，加氢裂化精制和油加氢等相关的技术和装置都被广泛应用，并呈现出十分良好的应用价值，它同时也具备着十分典型的反应器的功能，在加热反应过程中，都在炉管内开展，所以撸管的质量如何对于加热炉能否真正意义上平稳有序的运行和起到高效运转的作用，有着至关重要的直接影响。因为高温炉管的造价特别高，在国内的产量比较少，并且在质量方面也不尽如人意，所以很多情况下都是依靠进口的。因此，有针对性的分析和研究高温炉管性能，对于提升加热炉的生产效率和经济效益，都有着至关重要的直接影响。
　　1 高温炉管的工作条件以及相对应的材料性能要求
　　通常情况下，裂解炉管和转化炉管所适应的工作温度在700～940度以内，有的炉管则要在超过1150度的温度内进行工作。针对具体的工艺及技术要求而言，温度越高，所需要的时间就会有更大的缩短，而裂解的反应转化率也就越高，收率也就越高。因此炉管的材料使用温度要日益提升，在行业内着重关注使用温度的研发，如管内壁接触的原料流体有一定程度的内压，针对裂解炉管而言，接触介质主要包括烷烃，芳烃等相关材料，而产物主要是氢气、乙烯等相关的有机化合物。而制氢转化炉管所接触的介质主要包括甲烷、蒸气等相关的气体，他们都普遍存在于具备腐蚀性介质的氢气中。转发炉管的操作压力比较高，这样会使腐蚀程度进一步加剧，而裂解的钢裂解炉管的压力比较低，腐蚀性更加刺激，高温炉管的承受内压所导致的应力以及内外壁的温差应力等相关系数会发生改变，都是炉管所导致的，由此膨胀系数也发生很大变化。从上所述，可进一步表明，高温炉管所要求的环境条件十分比较严格，而要在这样的环境下进行有效工作，它就必须具备足够良好的抗渗碳性能，同时也要具备高度的耐腐蚀性能和抗高温蠕变断裂性能等相关方面的性能，因为相关材质的性能指标有着很大的差异，所以要有针对性的结合各种材质的优缺点和相对应的适用范围来选择更科学合理的炉管，这样才能够使炉管更加高效的运行，确保运转的周期更长，并提供更高的效率。
　　2 高温炉管材料的性能对比
　　2.1 化学成分
　　从化学成分的角度来看，比较常用的高温炉管材料所呈现出的化学成分，主要是从HK和HP系列发展而来的，针对具体的化学成分而言，新型炉管材料，要结合具体情况融合多种合金，这样可以使这种材料形成为耐高温耐热的合金钢，相关的元素通过不同的方式，使其材料的高温性能得到更有效的提升。为了从根本上有效提升炉管的高温性能，可以结合相关元素的性质进一步有效添加W等多种元素，使炉管的性能更加优越。进一步提升高温蠕变断裂的强度以及热疲劳强度，若加入金融元素，共同作用和融合，所呈现出的应用效果会更加显著。
　　2.2 物理性能
　　在实践的过程中，比较常用的高温炉管材料的熔点一般情况下都在1350～1440度，而新开发的材料热膨胀率都有着很大程度的提升，这从根本上有效表明，新材料的高温性能在很大程度上有了不断的优化和改善，尽管HK型和HP型新材料的热膨胀率变化不是十分明显，但是它们的抗氧化能力特别是抗渗碳能力，有了很大程度的提升，需要注意的是，新材料的熔点都在某种程度上有些许的下降。而HK系列要比HP系列的比热容高。
　　2.3 力学性能
　　在实践中比较常用的高温炉管的材料力学性能有很大的差异，其中HK，4m材质的力学性能要比HK40系列的要优质很多。
　　2.4 抗渗碳性能和抗氧化性能
　　针对材料的抗渗碳性能进行有效提升，其主要途径主要包括，在金属的组织中有针对性的加入V.W等相关的元素，这些元素有着比较细化的性能，可以使其抗渗碳能力得到更大程度的提升。如果在材料中有针对性的添加si和w，对提升其抗滲碳能力效果更加明显。而如果要提升其抗温氧化性能，其主要途径是确保炉管表面能够形成比较致密并且和机体材料牢固结合的氧化膜，这些合金氧化膜有着特别良好的保护效果，可以从根本上有效规避金属被继续氧化。
　　2.5 高温蠕变断裂性能
　　上文所述的耐热钢炉管材料都有着抗高温、抗蠕变性能，性能表现都比较良好，都可以在很大程度上有效应用于制氢转化炉管和裂解炉管中，材料高温蠕变断裂强度的提高，其主要原因是因为cr与c形成铬的碳化物。同时ti，wnb等相关的合金金属，可以从根本上提升其抗蠕变断裂性能。
　　3 结果
　　从上面的研究和分析可以有效看出，新的材料要比以往使用的材料在性能等方面有比较大的优势，其原因主要是由于在使用的过程中，不断对炉管材料进行有针对性的综合指标改进，以期其达到生产和使用的目的，针对其中的性能而言，要有针对性的结合相关材料的性能优势，进一步提升其抗氢腐蚀性能。因此，制氢转化炉管和裂解炉管的选择就是必然之选。
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