Изменение структуры и механических свойств аустенитной стали 20Х23Н18 в условиях пиролиза углеводородов

• Автор: Авдеева, Лариса Генриховна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 108 с. : ил

Содержание

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Трубчатые печи

1.2 Описание конструкции, условий эксплуатации и матери-

ального оформления змеевика печи пиролиза

1.3 Распределение отказов змеевика -

1.4 Аустенитные стали .

і ' • 4 '
1.5 Фазовый состав аустенитных сталей
1.6 Влияние легирующих элементов на физико-механические
свойства стали
Глава 2 Материал и Методики исследований . і
2.1 Змеевик, конструкция, материальное оформление
2.2 Отбор проб, 1
2.3 Методы исследований
Глава 3. Результаты исследований
3.1 Результаты механических испытаний
3.2 Результаты металлографических исследований
3.3 Результаты фрактографического анализа .
Глава 4 Мультифрактальная параметризация 61,
4.1 Фрактал и мультифрактальная параметризация
..4.2 Основные мультифрактальные характеристики, исполь
зуемые для параметризации структур сталей и сплавов
4.3 Методика мультифрактальной параметризации
4.4 Применение метода мультифрактальной параметризации в
исследованиях в области материаловедения
4.5 Методика проведения мультифрактальной параметризации 75 структуры стали 20Х23Н
4.6 Результаты мультифрактальной параметризации Общие результаты и выводы Список использованных источников Приложение
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время совершенствование технологического процесса пиролиза углеводородов направлено на интенсификацию режима - повышение температуры и снижение времени пребывания сырья в реакционной зоне печи - змеевике. Осуществление процесса пиролиза при высоких рабочих температурах и давлениях требует поддержания на регламентированном уровне основных механических свойств сталей, которые используются для изготовления труб змеевиков.
На нефтехимических предприятиях России наиболее часто змеевики печей пиролиза собирают из горячекатаных труб, изготовленных из высоколегированной аустенитной стали 20Х23Н18. При пиролизе углеводородов температура стенки труб может достигать 890-960 °С. Кроме того, с определенной периодичностью проводится паро-воздушная очистка труб от отложений кокса, которая также вызывает кратковременный нагрев стали до высоких температур. Эксплуатация металла в таких температурных условиях приводит к образованию в трубах различного рода дефектов: микро- и макротрещин, прогаров, местных деформаций труб (отдулин). Как правило, наличие этих дефектов является основной причиной частых остановок печей на ремонт и повышения себестоимости изготавливаемой продукции.
Для снижения количества отказов труб необходимо определить основные причины их возникновения и внести изменения в эксплуатацию печного агрегата.
Таким образом, актуальным является вопрос изучения закономерностей изменения структуры и механических свойств аустенитной стали 20Х23Н18 при пиролизе углеводородов с целью совершенствования эксплуатации печного агрегата.
Цель работы. Изучение изменения структуры и механических свойств аустенитной стали 20Х23Н18 в условиях пиролиза углеводородов с целью раз-

2.3 Методы исследований
С целью изучения изменения структуры и механических характеристик стали 20Х23Н18 после ее эксплуатации в условиях пиролиза необходимо было провести следующий комплекс исследований: металлографические исследования и механические испытания.
Методика испытания на растяжение
С целью изучения закономерностей в изменении механических характеристик стали 20Х23Н18 после эксплуатации в условиях пиролиза углеводородов (п0д, 0в> Ф, ор) проводили испытания на растяжение при комнатной температуре. Для каждой продолжительности эксплуатации труб изготавливали по три образца.
Схема образца приведена на рисунке 10.
Рисунок 10 - Схема цилиндрического образца
Испытания проводили на машине типа У-10-1 (Россия) при скорости деформации Удеф=2 мм/мин. По полученным диаграммам растяжения, согласно ГОСТ 1497-84, были определены значения следующих стандартных механических характеристик стали: Под, пп, ф, 8.
Методика испытания на ударный изгиб
Испытания на ударный изгиб проводили при комнатной температуре на образцах с II- образным концентратором в соответствии с ГОСТ