Ocena trwałości resztkowej rur katalitycznych reformerów amoniaku badaniami NDT

• Autorzy: Jasiński W.

Warianty tytułu

EN

Assessment of residual life of ammonia reformers catalytic pipes by NDT test

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stabilności mikrostruktury i właściwości staliwa rur katalitycznych w warunkach reformingu parowego. Wzrastające ceny rur katalitycznych doprowadziły do analizy możliwości przedłużenia czasu eksploatacji rur powyżej projektowej trwałości 100000 h. Zwiększenie czasu i temperatury eksploatacji powoduje koalescencję i koagulację węglików wtórnych, a tym samym zmniejszenie odporności na pełzanie stopu. Obecnie brak jest jednoznacznej i powszechnie stosowanej metody oceny stopnia degradacji mikrostruktury i właściwości staliwa rur katalitycznych. Niszczące metody badań rur katalitycznych sprowadzają sie zwykle do oceny metalograficznej efektów procesu pełzania, tzn. objętości względnej i rozmieszczenie mikropustek na przekroju ścianek rur, a także ocenę właściwości mechanicznych staliwa. Metody te dają na ogół jednoznaczną ocenę ale wymagają demontażu rur do badań i zastąpienie ich nowymi. Wykorzystując opracowane równania regresji wykazujące istotną statystycznie zależność właściwości mechanicznych (Rm, A5, KCU 2) od parametrów eksploatacyjnych reformera (PLM, σ) i twardości HB staliwa IN 519, wykazano możliwość zastosowania badań nieniszczących do oceny stopnia degradacji staliwa rur katalitycznych.

EN

The article presents the results of the stability of the microstructure and properties of catalytic cast pipes in steam reforming conditions. The growing prices of catalytic pipes have resulted in the attempts to prolong of the pipe work above 100,000 h stability. Increasing the time and temperature of operating causes coalescence and coagulation of secondary carbides reducing thus the creep resistance of the alloy. Currently there is no definite and commonly used method to assess the degree of degradation of the microstructure and properties of catalytic pipes. The destructive test methods of catalytic pipes are usually reduced to the assessment of the effects of metallographic creeping process, ie. relative volume and distribution of mikrovoids on the pipe wall section, as well as evaluating the mechanical properties of steel. These methods generally give a clear assessment but require disassembly for testing pipes and replace ment with new ones. The author developed the regression which show a significant dependence of mechanical properties (Rm A5, KCU 2) on the operating parameters of the reformer (PLM, σ) and hardness HB cast IN 519. The equations have been applied to assess the possibility of using non-destructive testing for the assessment of the degree of degradation of the catalyst steel pipe.

Słowa kluczowe

PL

reforming; stopy Fe-Cr-Ni; mikrostruktura

EN

reforming; Fe-Ni-Cr alloys; microstructure

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Badania Nieniszczące i Diagnostyka
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 1-2
• Strony: 57--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Jasiński W.

• ZUT w Szczecinie, Szczecin

Bibliografia

• [1] K. Verfondern, T. Nishihara „Safety aspects of the Combined HTTR /STEM reforming complex for nuclear hydrogen production” Progress in Nuclear Energy, 47, s.527-534, 2005
• [2] Steam reforming, http://www.topsoe.com/Business_areas/ Ammonia/Processes/SteamReforming.aspx
• [3] J.R. Rostrup-Nielsen „Catalytic Steam Reforming” Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag, 1984
• [4] C.T. Sims, N.S. Stoloff, W.C. Hagel „Superalloys II ” Ed. Johan Wiley&Sons 1987, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapure.
• [5] R.S. Haro i in. „Microstructural factors that determine the weldability of a high Cr-high Si HK 40 alloy” Materials Chemistry and Physics, 66, s. 90-96, 2000
• [6] B. Mikułowski „Stopy żaroodporne i żarowytrzymałe. Nadstopy” Wydawnictwa AG H, Krakow, 1997
• [7] T. Seliga, H. J. Penkalla, F. Schubert „Microstructural stability of wrought Ni-base Superalloys for advanced steam turbine applications beyond 700 ?C” Acta Metallurgica Slovaca, 10, s. 454-460, 2004
• [8] M. Gajewski „Przemiany strukturalne w stalach i staliwach stosowanych w energetyce oraz ich wpływ na mechanizmy pękania i korozji” Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2003
• [9] W. Jasiński, P. Zawada „The precipitation processes in the Manaurite XM superalloy during 1000 hours of ageing” International Journal of Microstructure and Materials Properties, 4/5(3), s. 607-615, 2008
• [10] C.W. Thomas, M. Borshevsky, A.N. Marshall „Assessment of thermal history of niobium modified HP50 reformer tubes by microstructural methods” Materials Science and Technology, 8, s. 885-861, 1992
• [11] S.J. Zhu, D.J. Li, Y. Wang, W. Q. Tian, S.G. Xu, F.G. Wang „Effect of niobium on creep and creep crack growth of cast Ni-Cr austenitic steel” Material Science and Technology, 6, s. 1193-1198, 1990
• [12] X.Q. Wu, H.M. Jing, Y.G. Zheng, Z.M. Yao, W. Ke, Z.Q. Hu „The eutectic carbides and creep rupture strength of 25Cr20Ni heatresistant steel tubes centrifugally cast with different solidification conditions” Materials Science and Engineering, A293, s. 252-260, 2000
• [13] Ashok Kumar Ray, Samarendra Kumar Sinha „Engineering Failure Analysis”, 10, 351–362, 2003
• [14] J. Brightling „Managing steam reformer tubes” Nitrogen & Methanol, 256, s. 29-39, 2002
• [15] D. Shu-Ho „A study on the prediction of remaining life and ageing of material for pressurized tubes of industrial furnace operated at elevated temperature” International Journal of Pressure Vessels and Piping, 69, s. 247-252, 1996
• [16] I.L. May, T.L. Silveira, C.H. Vianna „Criteria for the evaluation of damage and remaining life in reformer furnace tubes” International Journal of Pressure Vessels and Piping, 78, s. 985-994, 2001
• [17] W. Jasiński „Trwałość eksploatacyjna rur katalitycznych reformerów amoniaku” ISBN 978-83-7663-012-0, Szczecin, 2009
• [18] G.W. Grennwood „Life prediction and residual life assessment. Research and Development of High Temperature Materials for Industry” Ed. E. Bullock. London-New York: Elsevier Applied Science 1989, s. 553-565

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).