[发明专利]加热炉管、加热炉管的使用方法及加热炉管的制造方法

说明书

本发明涉及加热炉管、加热炉管的使用方法及加热炉管的制造方法，特别是涉及如在乙烯制造装置的裂解炉管(热裂管)，发生随着使用的焦化或在高温能产生渗碳问题的加热炉管、加热炉管的使用方法以及加热炉管的制造方法。

例如，在作为加热炉管的乙烯制造装置的裂解炉管，在含烃等的碳的气体氛围气中，在引起碳析出的温度范围内在管的内表面析出碳并堆积，即造成焦化产生的问题。

也就是说，在加热管的内表面发生焦化时，由于加热炉管的过热或闭塞等可能对装置的运转造成大的障碍，因此，用高温蒸气氛围气燃烧并除去所堆积的碳等，即需要频繁地进行除焦处理。并且为进行上述除焦处理，必须暂时停止装置的运转，造成显著的降低生产性的问题。

为了消除上述问题，正开发利用在铁素体系合金中添加1-10％的Al并在表面形成含有Al的氧化被膜的材料或用渗铝法在母材合金表面形成高Al含有层的材料构成加热炉管的技术。

但是，在上述的以往的技术中，虽然确切认识到能改善耐结焦性，但是作为在实际的工业炉的加热炉管而采用时，其耐结焦性还不充分。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种能得到良好耐结焦性并且能防止随除焦处理的生产性的降低的加热炉管、加热炉管的使用方法。

另一方面，象在乙烯制造装置的裂解炉管，在产生渗碳的加热管，为了在未发生之前防止起用于加热炉管的渗碳造成的破损，要定期地测定加热炉管里面的渗碳深度，但这时需要停止装置的运转，造成显著降低生产性的问题。

人们知道，使稀土类氧化物分散到铁素体系合金(20Cr-5Al-Fe)中的氧化物粒子分散型铁合金表示出比以往材料具有非常优异的高温强度和耐渗碳性，并试验应用到加热炉管，提出用熔接法或摩擦压接法、焊接或机械的连结法，将加热炉管之间互相结合构成。

但是，用TIG焊接或电子束焊接的熔接法，由于熔解接合部氧化物分散粒子漂浮、失去了作为稀土类氧化物粒子分散型铁合金特征的分散强化作用，使高温强度降低到一半以下。

另外，在摩擦压接法中，由于不伴随材料的熔融，高温强度不显著地降低。但由于高接合压在加热炉管的接合部涨出大的改变，存在阻碍在加热炉管内的流体的流动的问题。

还有，在焊接中，焊料的熔点与母材相比非常低，得不到耐热性。而在铆钉固定或螺纹固定等机械的固结方法中，由于在高温保持密闭性是极其困难的，因此，两者作为使加热炉管之间互相结合的方法都不适用。

这样，在加热炉管的结合部，除要求优良的高强度或高渗碳性之外，还要求密闭性和高可靠性、这在已有的方法中是难于满足上述要求的。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能尽可能地防止随渗碳深度测定而发生生产性降低的加热炉管及加热炉管的制造方法。

如上所述，本发明的目的是提供一种能解除在以含碳氢化合物的碳的流体为作业对象的加热炉管中所产生的问题的加热炉管、加热炉管的使用方法及加热炉管的制造方法。

也就是说，本发明的目的是提供一种能得到极良好的耐结焦性并能尽量地防止随除焦处理的生产性降低的加热炉管及加热炉管的使用方法，同时提供一种能尽量地防止随渗碳深度测定的生产性降低的加热炉管及加热炉管的制造方法。

本发明的加热炉管，是为了使含碳氢化合物或CO的流体流通所使用的加热炉管，其特征在于是由含有Cr为17-26重量％、Al为2-6重量％的稀土类氧化物粒子分散型铁合金所构成的。

按这种构成，含有Cr为17-26重量％、Al为2-6重量％的稀土类氧化物粒子分散型铁合金，由于有极良好的耐结焦性，因此能尽可能地抑制随着在乙烯制造装置等的运转的焦化产生，与以往相比可大幅度延长除焦处理的间隔，就可在未发生之前防止随除焦处理产生的生产性降低。

本发明的加热炉管，其特征在于是由含有Cr为17-26重量％、Al为2-6重量％的稀土类氧化物粒子分散型铁合金所构成的一侧加热炉管元件上，通过镶嵌金属的扩散接合，由稀土类氧化物粒子分散型铁合金或者耐热金属所构成的另一侧加热炉管元件相互结合构成的。

按这种构成，由于至少一侧的加热炉管元件由被认为具有良好耐渗碳性的稀土类氧化物粒子分散型铁合金所构成，因此，在乙烯裂解装置中使用时，与以往的加热炉管相比，可能延长加热炉管更换的间隔，就可减少随渗碳进行所造成加热炉管更换的费用，并且可延长随渗碳深度测定的装置停止运转的间隔，就可能在未发生之前防止生产性的降低。

另外，按这种构成，通过在构成乙烯裂解装置等的长大的一部分加热炉管上使用由耐热金属构成的加热炉管元件，可以大幅度地降低装置的成本。