Разработка методов повышения надежности центробежнолитых труб из стали 45х25Н20С на основе исследования из высокотемпературной повреждаемости

• Автор: Полонский, Яков Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 250 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава X. ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В НЕФТЕХИМИИ. ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1.1. Область применения, условия эксплуатации и конструкция реакционных ЦЛТ
1.2. Материалы дл'я печей конверсии углеводородных газов
1.2.1. Основы выбора материала для реакционных труб
1.2.2. Влияние легирующих элементов на основные характеристики жаропрочной стали 45Х25Н20С
1.2.3. Механические свойства и длительная прочность
1.2.4. Макроструктура, микроструктура и фазовые превращения в стали 45Х25Н20С
1.2.5. Влияние старения на структуру и свойства стали 45Х25Н20С
1.3. Особенности технологии производства ЦЛТ
1.4. Повреждаемость и разрушение жаропрочных материалов для ЦЛТ под воздействием условий эксплуатации
1.4.1. Обзор характера и причин аварийного разрушения ЦЛТ при эксплуатации
1.4.2. Общий подход к расчету на прочность ЦЛТ
1.5. Цели и задачи работы
ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ
Глава 2. МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методики эксперимента
2.1.1. Механические испытания
2.1.2. Металлографические методы исследования
2.1.3. Электронная микроскопия и фрактография
2.1.4. Рентгеноструктурный и микрорентгеноспектральный анализ,
Оже-электронная спектроскопия
2.1.5. Термическая обработка
2.2. Исследуемые материалы
2.2.1. Материал ЦЛТ в исходном состоянии
2.2.2. Материал ЦЛТ после высокотемпературной эксплуатации
2.2.2.1. Материал ЦЛТ, не разрушившихся после длительной высокотемпературной эксплуатации
2.2.2.2. Материал ЦЛТ, аварийно разрушившихся в ходе эксплуатации
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ
Глава 3. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРА И ПРИЧИН ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ РЕАКЦИОННЫХ ТРУБ
3.1. Структурно-фазовые и физико-механические особенности разрушившихся при эксплуатации ЦЛТ
3.2. Электроннофрактографическое исследование особенностей разрушения реакционных труб
3.3. Влияние примесей на эксплуатационное разрушение ЦЛТ из стали 45Х25Н20С
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ 45Х25Н20С
4.1. Сталь 45Х25Н20С после 20 тыс.час эксплуатации

4.2. Влияние высокотемпературных экспозиций на структуру и свойства материала ЦЛТ
4.2.1. Влияние высокотемпературных экспозиций на структуру и свойства материала ЦЛТ в состоянии поставки
4.2.2. Влияние высокотемпературных экспозиций на структуру и свойства ранее эксплуатировавшегося материала ЦЛТ
4.3. Высокотемпературное нагружение материала ЦЛТ
4.3.1. Влияние постоянной по времени нагрузки при высокой температуре на материал ЦЛТ
4.3.2. Особенности повреждаемости и разрушения материала ЦЛТ
ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ
Глава 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИСХОДНЫХ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ СНИЖЕННЫХ СЛУЖЕБНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЛТ
5.1. Управление структурно-фазовым состоянием посредством термообработки
5.2. Влияние термообработки на структуру и свойства стали 45Х25Н20С в состоянии поставки
5.3. Влияние термообработки на структуру и механические свойства стали 45Х25Н20С после эксплуатации
ВЫВОДЫ ПО 5 ГЛАВЕ
Глава 6. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ЦЛТ
6.1. Определение критериев оценки текущего состояния и надзора
за эксплуатацией печного трубного комплекта

Для жаропрочных сталей этого типа нормируемыми являются показатели предела прочности, условного предела текучести и относительного удлинения, а значения относительного сужения и ударной вязкости носят факультативный характер.
Значения предела прочности, условного предела текучести и относительного удлинения, установленные при комнатной и повышенных температурах (600—1000°С) для материала ЦЛТ (сталь НК-40) в состоянии поставки приведены (рис.1.7) согласно данным фирмы-изготовителя Kobe Steel [27]. Повышение температуры испытания приводит к монотонному снижению прочностных свойств материала, резко ускоряющемуся при достижении 700°С. Уровень пластичности материала сначала плавно снижается, а по достижении температуры испытания приблизительно в 800°С начинает резко возрастать. Высокие показатели пластичности в интервале эксплуатационных (900-1000°С) температур являются достоинством материала. Вместе с тем, наличие выраженного минимума пластичности в температурном интервале 700-800°С, где одновременно наблюдается заметное снижение прочностных показателей, является опасным, так как именно при этих температурах в материале ЦЛТ возникают наибольшие температурные напряжения в период пуско-остановочных режимов работы печи.
Влияние колебаний в содержании углерода на уровень механических свойств стали типа 25-20 изучали на образцах ЦЛТ из стали 45Х25Н20С (0.35 и 0.44%С), а также, для сравнения, деформируемой
стали 310 (0.061%С) [15]. Отмечено [32], что, при комнатной темпе-
ратуре испытания, с увеличением содержания углерода предел прочности и текучести возрастает, а относительное удлинение уменьшается и при 0.40%С не превышает 15-20%. Значительного различия в кратковременных прочностных характеристиках при повышенных температурах у сталей 45Х25Н20С и типа 310 не обнаружено. При температурах бо-