于明明

（中国石油抚顺石化分公司烯烃厂，辽宁抚顺 113006）

0 引言

某车间现有8 台裂解炉，使用美国斯通韦伯斯特（S&W）公司的专利技术，由惠生公司制造。1#～7#炉为USC-176C 型管式裂解炉，8#炉为USC-12M 循环气裂解炉，其中USC-12M 型循环气裂解炉为单炉膛（辐射室）结构。2017 年9 月发现8#炉一炉管下方出口的180°铸造弯头发生穿孔泄漏，弯头生产时所处环境温度为1100 ℃，压力在0.3～0.4 MPa，介质为裂解气和稀释蒸汽，设计材料为HP MICRO，2012 年10 月投产使用（图1）。HP 合金是裂解炉常用高温耐热材料，作为HP 裂解炉管弯头，工作环境相对较差，因合金弯头穿孔失效等引起裂解炉异常停车，造成很大经济损失。

图1 8#炉管弯头

1 检测与分析

1.1 宏观及低倍观察

失效部位外壁可见穿孔位于弯头的肩部，穿孔部位的孔径约7 mm，穿孔部位边缘锐利，说明管壁减薄严重（图2）。观察内壁发现失效部位主要呈涡流状，并可见明显的流体涡旋前进的痕迹，同时可见穿孔部位附近有明显的固体颗粒冲刷后的凹坑和针孔形态（图3）。

图2 失效部位外壁形态

图3 失效部位内壁形态

1.2 材料分析

用直读光谱仪对弯头的化学成分进行分析，发现很多元素的检测平行效果很差，其中Si 和Cr 元素经过多次、多点检测，结果相差较大，说明组织不均匀（表1）。其他元素的平均含量符合HP40Nb 的化学成分规定[1-2]。

表1 弯头化学成分分析结果 Wt. %

1.3 微观观察

对失效部位附近的内壁形貌进行微观观察，可见内壁有明显的空洞、微裂纹形貌，同时有冲击留下的凹坑形貌（图4）。分析失效部位内壁的表面成分，除了金属本体元素外，还含有Al、Si 和Mn、O 等元素，结合工艺情况可知，这些元素应该来自于催化剂。……