赵保强 苟瑞龙

（1.嘉峪关市产品质量计量和特种设备检验检测中心；2.天华化工机械及自动化研究设计院有限公司）

近年来，随着炼油过程所需氢气越来越多，炼油厂加氢装置逐渐增多，制氢装置转化炉成为炼油生产的核心设备之一，它是一种外热式列管反应器，由于转化反应的强吸热、高温等特点，炉管极易发生材质劣化失效的情况。某制氢转化炉2012年3月开始使用，2020年9月在使用过程中发现E-121部位（由北向南第1排、第2排）发生开裂，笔者对该炉管开裂处取样，进行宏观检查、力学性能试验、化学成分分析、金相检验、扫描电镜观察及能谱分析等检验检测，分析炉管开裂的原因。

两处发生开裂的炉管，规格为DN80mm×8.0mm,材料为12Cr2MoG。炉管内侧介质为水蒸气，外侧介质为烟气；炉管内操作温度为400℃，炉管外操作温度为700℃；工作压力为3.8MPa。

1 检验检测

1.1 宏观检查

炉管内外壁形貌如图1所示，从1#、2#炉管样品可见管外壁存在大量氧化层，部分区域氧化层脱落，外壁表面严重过火；3#炉管样品弯头内部堵塞严重。

图1 炉管内外壁形貌

1.2 力学性能试验

对1#～3#炉管样品取样进行室温力学性能试验，试验结果见表1。由表1中所列数据可以看出，1#～3#炉管样品的断后伸长率、冲击功均符合GB/T 5310—2017《高压锅炉用无缝钢管》［1］对12Cr2MoG材料的要求，但3个炉管样品的屈服强度和2#、3#炉管样品的抗拉强度均低于标准要求。

表1 力学性能试验结果

采用金属维氏法测定炉管样品的硬度，每个样品共测4组硬度值（表2），3#炉管样品的维氏硬度值符合标准要求，但1#、2#炉管样品的维氏硬度值低于标准要求。……