Работоспособность и увеличение ресурса центробежно-литых труб для высокотемпературных установок пиролиза в исследованиях НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

На основе экспертизных исследований металла отработанных центробежно-литых труб после эксплуатации в составе реакционных змеевиков печей пиролиза разработаны жаростойкие жаропрочные сплавы и технологии изготовления из них штатных изделий. Исследованы служебные характеристики разработанного сплава марки 45Х32Н43СБ и его сварных соединений при температурах 1100 и 1150°С. Показано, что разработанный сплав обладает структурной стабильностью и способностью сопротивляться высокотемпературной ползучести при рабочих температурах до 1150°С. Разработана методика оценки ресурса трубных элементов с учетом особенностей эксплуатации реакционных змеевиков, в том числе при наличии трещиноподобного дефекта в материале трубы. Выявлены причины значительного формоизменения и повреждения реакционных труб, приводящих к преждевременному выходу из строя змеевика. Выявлен наиболее значимый эксплуатационный фактор повреждения реакционных труб установок пиролиза.

1. Орыщенко А. С. Конструкционные материалы для радиантных змеевиков // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2007. – № 5. – С. 44–47.

2. Вовченко Н. В., Уткин Ю. А., Петров С. Н., Пташник А. В., Попова И. П. Исследование характеристик жаропрочности модельных сплавов в зависимости от объемного содержания интерметаллидной фазы (Nb6 Ni16 Si7 ) // Сб. трудов конференции «Неделя металлов в Москве», 8–11 ноября 2016 г. – М.: ВНИИМЕТМАШ, 2017.– С. 305–315.

3. Орыщенко А. С., Бланк Е. Д., Водовозов А. Н., Вовченко Н. В. Электронно-лучевая сварка центробежно-литых труб из жаростойких жаропрочных сплавов для радиантных змеевиков печей пиролиза установок получения этилена и других продуктов переработки углеводородного сырья // Материалы 2-й Санкт-Петербургской научно-технической конференции «Технологии и оборудование ЭЛС-2011», Санкт-Петербург, 23–26 мая 2011. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – С.49–59.

4. Colwell R. L., Hoffman J. J. Weld cracking in modified heat resistant casting, a microstructural investigation // Proceedings of the NACE international annual conference corrosion, 1998. – P. 423.

5. Kubota Heat Resistant alloys: Alloy Data Sheet KHR45A. – Chuo-ku, Tokyo, 2003.

6. Centralloy® ET 45 Micro. Material data sheet: Schmidt + Clemens Group GmbH + Co. URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/10921567/centralloyr-et-45-micro-schmidt-clemens (reference date 06/07/2020)

7. Методика расчета на прочность элементов печей, работающих под давлением РТМ 26-02-67–84. Срок введения с 1.01.84.

8. API 530 STD Calculation of Heater-Tube Thickness in Petroleum Refineries, American Petroleum Institute, Washington D.C., 2003. – 127 р

9. Орыщенко А. С., Уткин Ю. А., Попова И. П., Петров С. Н., Цеменко А. В. Исследование характеристик жаропрочности металла центробежно-литых труб, изготовленных из сплава 45Х32Н43СБ, и их сварных соединений при температурах до 1150 °С. Часть 1. Жаропрочность труб при температурах до 1100°С // Вопросы материаловедения. – 2020. – № 2 (102). – С. 1–13.

10. Орыщенко А. С., Уткин Ю. А., Петров С. Н., Пташник А. В. Исследования макрокристаллического строения центробежно-литых труб и количественный анализ дисперсных фаз в межграничном пространстве сплавов базовой композиции 50Х32Н43 при рабочих температурах // Вопросы материаловедения. – 2014. – № 2 (78). – С. 73–84.

11. Попова И. П. Исследование сопротивления разрушению сплава базовой композиции 45Х25Н35С2Б и разработка методов оценки работоспособности реакционных змеевиков высокотемпературных установок пиролиза // Автореф. дис. ... канд. техн. наук. – СПб.: ЦНИИ КМ «Прометей», 2014.

12. Попова И. П., Орыщенко А. С. Анализ возможных причин преждевременного выхода из строя реакционных труб установок пиролиза, изготовленных из сплава базовой композиции 45Х25Н35С2Б // Сб. докладов IX Российской конференции «Методы и программное обеспечение расчетов на прочность», 3–7 октября 2016 г. – М.: Изд-во АО «НИКИЭТ», 2017. – С. 166–173.