Рассмотрены вопросы влияния эксплуатационных факторов на структуру внутренней и наружной поверхностей труб печных змеевиков нефтеперерабатывающих предприятий из хромомолибденовых и хромоникелевых сталей. Отмечена неоднородность структуры в сечении змеевика. Помимо теплового старения металла труб из хромомолибденовых сталей в процессе эксплуатации при высоких температурах и давлении выявлены обезуглероживание внутренней и наружной поверхностей, межкристаллитная коррозия и в отдельных случаях - образование σ-фазы. Приведены результаты механических испытаний змеевиков из хромомолибденовых сталей после длительной эксплуатации, а также аварийных ситуаций. Рассмотрено влияние σ-фазы на ударную вязкость, межкристаллитную коррозию металла и остаточный ресурс змеевиков из аустенитных хромоникелевых сталей. Уточнено тонкое строение σ-фазы, изучена кинетика ее роста при температурах эксплуатации змеевиков. Полученные результаты показывают, что несмотря на удовлетворительные механические свойства вывод об остаточном ресурсе змеевиков и возможности их дальнейшей эксплуатации может быть сделан только при наличии данных о структуре металла по всему сечению труб. Оценка остаточного ресурса должна учитывать неравномерность фазового состава по сечению труб и наличие коррозионных повреждений поверхности. Особое внимание следует уделить выявлению σ-фазы в структуре, поскольку даже малые ее количества в случае расположения по границам зерен приводят к резкому охрупчиванию металла. Рекомендовано, помимо плановой технической диагностики печных змеевиков с использованием методов неразрушающего контроля и переносной металлографии, проводить лабораторные металлографические исследования поперечного сечения труб печных змеевиков.
The impact of operational factors (long-term operation; standby modes; violation of technological regimes leading to the equipment failure) on the structure of internal and external surfaces of the furnace tubing coils made of chrome-molybdenum and chrome-nickel steels is considered. Attention is drawn to the non-uniformity of the structure in the cross-section of the coil. In addition to heat aging of the metal in pipes made of chrome-molybdenum steel upon operation at high temperatures and pressures, decarburization of inner and outer surfaces, as well as intergranular corrosion and in some cases formation of о-phase are observed. The results of mechanical tests carried out on chrome-molybdenum steel of coils after their prolonged use and emergency cases are presented. The effects of о-phase on the toughness, susceptibility to intergranular corrosion and residual life of coils made of austenitic chrome-nickel steels are considred. The fine structure and kinetics of σ-phase growth at operating temperatures of coils are refined. The obtained results show that despite the satisfactory mechanical properties final conclusion on the residual life of coils and the possibility of their further use can be made only with complete data on the metal structure throughout the whole cross-section of the tubes in hand. Evaluation of the residual life should be made with allowance for non-uniformity of the phase composition of the tube cross-section and corrosive damage present on the surface. Particular attention should be paid to identification of о-phase in the structure, because even a small amount of о-phase present at the grain boundaries can lead to a rapid embrittlement of metal. It is recommended to perform a laboratory metallographic study of the whole cross-section of the tube in addition to regular technical diagnostics of the furnace coils using methods of nondestructive control and mobile metallography.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.