[发明专利]一种离心铸造炉管的掺炼识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及离心铸造炉管掺炼识别技术领域，具体涉及一种离心铸造炉管掺炼识别方法。

背景技术

20世纪70年代川化机离心铸造炉管的生产标志着离心铸造炉管国产化的开始。我国耐热合金炉管工业在近二十年才形成生产规模。炉管生产厂采用中频炉冶炼工艺，该工艺除杂能力差，对于冶金所选用的原材料要求极高。在炉管制造行业中，为了降低生产成本，普遍存在回收石化企业报废的旧炉管来掺炼新炉管的现象。在添加旧炉管冶炼过程中，可能将旧炉管管壁上残留的低熔点杂质带入新制造的炉管中，在炉管长期高温服役过程中，杂质元素会在炉管晶界偏聚，晶界脆化，降低了炉管材料的抗蠕变性能，导致炉管服役寿命大大缩短。

近十年来，国内石化企业在离心铸造耐热合金炉管订货技术条件中明确提出乙烯裂解炉管所采用的原料必须是纯新原料，不得采用掺入旧炉管料进行铸造。然而，目前仍无法有效识别乙烯裂解炉管是否掺入了旧炉管料。所以，如何判别是否掺炼废旧炉管料，是一个亟待解决工程难题。

发明内容

为了有效提升国产离心铸造炉管的服役寿命和可靠性，从而达到保障乙烯裂解炉装置长周期安全运行的目的，本发明提供了一种离心铸造炉管掺炼识别方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种离心铸造炉管的掺炼识别方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、分别对离心铸造炉管进行如下试验和分析

1)、对离心铸造炉管材料的化学成分进行分析，确定离心铸造炉管材料的常量元素和痕量元素的重量含量；

所述常量元素至少包括C、P、S；

所述痕量元素至少包括As、Sn、Pb、Bi；

根据获得的C、P、S元素的重量含量，确定常量元素影响因子f(α)如式(1)所示：

f(α)＝a(ω(C)+ω(P)+ω(S))(1)

式(1)中ω(C)，ω(P)，ω(S)分别为C、P、S元素在离心铸造合金炉管材料中的重量百分含量；当0.37≤ω(C)≤0.48且ω(P)≤0.020且ω(S)≤0.015时，a取值为1，否则a取值为0；

根据获得的As、Sn、Pb、Bi元素的重量含量，确定痕量元素影响因子f(β)如式(2)所示：

f(β)＝b(ω(As)+ω(Sn)+ω(Pb)+ω(Bi))(2)

式(2)中ω(As)，ω(Sn)，ω(Pb)，ω(Bi)分别为As、Sn、Pb、Bi元素在离心铸造合金炉管材料中的重量含量，单位为ppm；当ω(As)≤30且ω(Sn)≤20且ω(Pb)≤20且ω(Bi)≤1时，否则b取值为0；

2)、对同样材料的两件离心铸造炉管进行室温拉伸试验，确定两件离心铸造炉管的抗拉强度、屈服强度以及断后伸长率；根据获得的两件离心铸造炉管的拉伸试验参数值确定拉伸性能影响因子f(δ)如式(3)所示：

f(δ)＝f(δ1)×f(δ2)×f(δ3)(3)

f(δ1)在当两件离心铸造炉管的屈服强度差值不超过较小屈服强度值的2％时，取值为1，否则取值为0；

f(δ2)在当两件离心铸造炉管的抗拉强度差值不超过较小抗拉强度值的2％时，取值为1，否则取值为0；

f(δ3)在当两件离心铸造炉管的伸长率差值不超过较小伸长率值的5％时，取值为1，否则取值为0；

3)、对两件离心铸造炉管进行高温持久试验，确定离心铸造炉管的高温持久寿命；所述高温持久寿命是指在1100℃、17MPa或1100℃、16MPa条件下的离心铸造炉管的断裂时间；根据获得的两件离心铸造炉管的高温持久试验参数值确定高温持久性能影响因子f(θ)如式(4)所示：

f(θ)＝f(θ1)×f(θ2)(4)

f(θ1)在当两件离心铸造炉管的高温持久寿命均≥120h时，取值为1，否则取值为0；

f(θ2)在当两件离心铸造炉管的高温持久寿命差值不超过较小高温持久寿命值的30％时，取值为1，否则取值为0；

步骤二、根据步骤一中试验和分析的结果，得到识别函数f(α,β,δ,θ)如式(5)所示：

f(α,β,δ,θ)＝f(α)×f(β)×f(δ)×f(θ)(5)

本发明的有益效果在于：

本发明首次提出了一种离心铸造炉管的掺炼识别方法，同时为离心铸造炉管原材料的质量控制提供了一种有效的方法。

具体实施方式