راهنمای ترک خوردگی لوله: مواد، حالت های خرابی و نکات منبع یابی برای مهندسان

یک سیم پیچ تابشی که به جای سال پنجم در ماه 18 از کار می افتد بیشتر از قطع کردن خروجی اتیلن است. این امر باعث خاموش شدن برنامه ریزی نشده، بالا بردن جرثقیل، و ارزیابی مجدد هر جوش در همان کوره می شود. به همین دلیل است که مهندسان با لوله ترک خوردگی به عنوان یک آیتم حیاتی کنترل شده برخورد می کنند، نه یک لوله.

لوله های کراکینگ، قطعاتی با آلیاژ بالا ریخته گری گریز از مرکز برای سرویس دهی 1000 تا 1100 درجه سانتیگراد در کوره های ترک بخار و رفرمینگ ساخته شده اند. وظیفه آنها انتقال گرما به خوراک هیدروکربنی است در حالی که در برابر خزش، کربوریزه شدن و چرخه حرارتی مقاومت می کنند. بررسی‌های متالورژی، کیفیت ریخته‌گری یا خرید را اشتباه بگیرید، و لوله برنامه زمان‌بندی قطعی را تنظیم می‌کند. این راهنما توضیح می‌دهد که لوله‌های ترک چه کار می‌کنند، چگونه از کار می‌افتند، و چه چیزی را قبل از صدور سفارش خرید باید تأیید کنید.

چرا لوله های ترک خوردگی شکست می خورند

شکست به ندرت از یک رویداد دراماتیک ناشی می شود. از چندین مکانیسم آسیب که به طور همزمان عمل می کنند تجمع می یابد. بررسی خرابی یک لوله تابشی اتیلن در سال 2019 نشان داد که واکنش‌های ترک در لوله‌های تابشی تحت بخار با دمای بالا اتفاق می‌افتد، و خرابی‌های لوله اغلب با تخریب موضعی قبل از ظاهر شدن یک ترک از طریق دیواره شروع می‌شوند.

چهار مکانیسم متداول آسیب

1. خزش: در 1000 درجه سانتیگراد و بالاتر، آلیاژ به آرامی تحت فشار داخلی کشیده می شود. رشد قطر 3-5٪ اغلب یک محرک جایگزین است.
2. کربوریزاسیون: کربن در دیواره لوله پخش می شود و کاربیدهای شکننده را تشکیل می دهد. دیوار انعطاف پذیری خود را از دست می دهد و چرخه حرارتی می تواند باعث ایجاد ترک شود.
3. اکسیداسیون و پوسته پوسته شدن: بخار و اکسیژن به سطح حمله می کنند و ضخامت موثر دیوار را کاهش می دهند. اکسید پوسته شدن نیز می تواند سیم پیچ را مسدود کند.
4. خستگی حرارتی: گرمایش یا سرمایش سریع، به ویژه در حین پخت، چرخه های تنشی ایجاد می کند که باعث ایجاد ترک در جوش ها و تکیه گاه ها می شود.

از آنجایی که این مکانیسم‌ها بر هم اثر می‌گذارند، لوله‌ای که بعد از 40000 ساعت خوب به نظر می‌رسد همچنان می‌تواند به سرعت از کار بیفتد، اگر کربن‌سازی قبلاً انعطاف‌پذیری آن را کاهش داده باشد. بازرسی باید قطر، ضخامت دیواره و سختی را اندازه گیری کند، نه اینکه فقط به دنبال ترک های قابل مشاهده باشد.

تدارکات و بررسی کیفیت

هنگامی که یک لوله ترک می خرید، یک فرآیند تولید واجد شرایط را خریداری می کنید، نه فقط یک شکل. مشخصات خرید باید درجه آلیاژ، روش ریخته‌گری، عملیات حرارتی و الزامات بازرسی را ذکر کند. بدون آنها، تامین کنندگان می توانند "HP40" را ارائه دهند که محدوده نیوبیم را از دست می دهد یا دارای تخلخل بیش از حد است.

حداقل لازم است:

• تجزیه و تحلیل شیمیایی بر اساس عدد حرارتی شامل کروم، نیکل، Nb، C و Si.
• بازرسی ابعادی قطر خارجی، ضخامت دیوار، بیضی و طول.
• آزمایش رادیوگرافی یا اولتراسونیک مقاطع حساس و جوش.
• تست سختی برای تایید شرایط پیری.
• داده های خزش-پارگی مستند یا گواهی شخص ثالث.

برای اقدامات احتیاطی در سطح میدانی در طول عملیات و نگهداری، نگاه کنید به این نکات استفاده از لوله تابش . آنها نقاط راه اندازی، پخت و بازرسی را پوشش می دهند که بر عمر لوله تأثیر می گذارد.

سوالات متداول

ترک خوردگی لوله چقدر باید دوام بیاورد؟

در سرویس اتیلن، یک لوله HP40Nb خوش ساخت می تواند 50000 تا 100000 ساعت دوام بیاورد، اما عمر واقعی بستگی به دمای فلز، مواد اولیه، فرکانس دک کردن و کربوریزه شدن دارد. گیاهان با شدت بالا ممکن است در 40000 ساعت لوله ها را جایگزین کنند.

آیا می توانم یک لوله را تعویض کنم؟

بله، اما جایگزین باید با آلیاژ، ضخامت دیواره و عملیات حرارتی سیم پیچ باقی مانده مطابقت داشته باشد. لوله ناهماهنگ می تواند به نقطه شکست بعدی تبدیل شود زیرا به طور متفاوتی منبسط می شود.

تفاوت بین لوله ترک خوردگی و لوله اصلاح کننده چیست؟

هر دو لوله های ریخته گری گریز از مرکز و با آلیاژ بالا هستند. لوله‌های کراکینگ، ترک‌های هیدروکربنی را در کوره‌های اتیلن کنترل می‌کنند، در حالی که لوله‌های اصلاح‌کننده، اصلاح بخار متان برای هیدروژن یا DRI را انجام می‌دهند. آلیاژها همپوشانی دارند، اما شرایط فرآیند و جزئیات طراحی متفاوت است.