ICS 25. 180. 01 NB CCS E 97 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 10617—2021 制氢转化炉炉管寿命评估及更换导则 Guidelines for life assessment and replacement of hydrogen reformer tubes 2021-04-26发布 2021-08-26实施 国家能源局发布 NB/T 10617—2021 目 次 前言 1 范围· 2 规范性引用文件 3术语和定义· 4 主要损伤机理· 炉管寿命评估的条件 6 制氢转化炉炉管的三级寿命评估 7 寿命评估程序 8寿命评估信息 寿命评估技术方法 10制氢转化炉炉管的更换原则和策略 NB/T 10617—2021 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。 本文件起草单位：中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院有限公司、南京工业大学、 中国石油化工股份有限公司、中国石油天然气股份有限公司、中石化广州工程有限公司、中国石 油化工股份有限公司北京燕山分公司、中国石油化工股份有限公司天津分公司、中石油克拉玛依 石化有限责任公司、中国石油天然气股份有限公司哈尔滨石化分公司、中海油惠州石化有限公司、 烟台玛努尔高温合金有限公司、烟台市特种设备检验研究院。 本文件主要起草人：曹逻炜、韩志远、陈学东、巩建鸣、谢国山、王建军、宋晓江、陈涛、 范志超、李心芳、原泉、宋振福、赵敏珍、李金月、刘烟文、姜勇、张绍良、李培中、贾晓亮。 本文件为首次发布。 II NB/T 10617—2021 制氢转化炉炉管寿命评估及更换导则 1范围 本文件规定了在役制氢转化炉炉管进行寿命评估的条件、评估信息、评估及更换程序、寿命 评估技术方法和更换策略。 本文件适用于在役制氢转化炉辐射段炉管的寿命评估，制氢转化炉下猪尾管、热壁集气管等 关键部件、乙烯裂解炉炉管及其他以高温寿命设计为主的加热炉炉管，以变占主导的损伤也可 参照本文件执行。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引 用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修 改单）适用于本文件。 GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T228.2 金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法 GB/T2039金属材料单轴拉伸蠕变试验方法 GB/T13298 金属显微组织检验方法 GB/T19624 在用含缺陷压力容器安全评定 GB/T 30579 承压设备损伤模式识别 GB/T35013 承压设备合于使用评价 DL/T441 火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督规程 DL/T 884 火电厂金相检验与评定技术导则 NB/T47013（适用部分）承压设备无损检测 SH/T3037 炼油厂加热炉炉管壁厚计算方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 剩余寿命 remaining life 设备或构件在服役条件下能够保障继续安全运行的时间。 3. 2 超期服役炉管 over time furnace tubes 累积运行时间超过设计寿命的炉管。 3. 3 蠕变 Ecreep 在低于屈服应力的载荷作用下，高温设备或设备高温部分金属材料随时间推移缓慢发生塑性 NB/T 10617—2021 变形的过程。 3. 4 拉森米勒参数法L-Mparametermethod 以不同温度、不同载荷对试样进行持久试验，用短时蠕变数据估算部件长期持久寿命的方法。 3.5 相对蠕变应变relative creep strain 高温下，炉管直径或周长的相对应变值。 4主要损伤机理 制氢转化炉炉管的主要损伤机理为蠕变、高温氧化等。损伤识别按GB/T30579或根据检测结 果确定。 5炉管寿命评估的条件 炉管根据其运行历史和检验检测及监测结果，有下列情况之一时应进行寿命评估： a）超期服役炉管； b）有超温运行历史的炉管； c） 频繁开停车的制氢转化炉炉管； d）曾长期或频繁高于设计参数运行的炉管； e） 相对蠕变应变（按DL/T441测量及计算）大于或等于1%； f） 炉膛内炉管出现泄漏、开裂现象； g）未进行寿命评估或曾进行1、2级寿命评估但总运行时间接近设计寿命的炉管； h） 使用单位认为有必要进行检验检测。 6制氢转化炉炉管的三级寿命评估 6.1寿命评估方法 制氢转化炉炉管的寿命评估分为三级： a）1级评估一一简化评估方法，主要依据操作值和查阅资料进行评估； b）2级评估一一通用评估方法，当1级评估后的剩余寿命不满足下一个检验周期或已经停机 但不准备进行割管检测时，有必要进行比1级评估更精确的2级评估。2级评估需要停机 检测； c）3级评估一一精确评估方法，当2级评估后的剩余寿命不满足下一个检验周期或因怀疑损 伤严重进行割管检测时，有必要进行比2级评估更精准的3级评估。3级评估不仅需要进 行停机检测，还需要通过割管检测获取材料性能。 6.2三个等级评估方法所需资料 制氢转化炉炉管的三级寿命评估所需资料见表1。 2 NB/T 10617—2021 表1三级寿命评估方法所需资料 资料类别 1级评估 2级评估 3级评估 设计、制造和安装资料 企业及制造商资料 企业及制造商资料 企业及制造商资料 运行历史 运行记录 运行记录 运行记录 事故、维修记录 事故、维修记录 事故、维修记录 事故、维修记录 宏观检验、壁厚测定、蠕胀 宏观检验、壁厚测定、蠕胀 测量、现场金相分析和硬度 历次检验检测结果 测量、现场金相分析和硬度 测量、超声检测、渗透检测、 检验检测 （不需要停机或割管） 测量、超声检测、渗透检测 截面金相分析、扫描电镜检 等报告 测、持久性能测试、常温及 高温拉伸性能测试 操作值、现场热电偶显示值、 操作值、现场热电偶显示值、 温度 操作值 红外测量值 红外测量值 操作条件下的应力 应力 解析计算或仿真计算值 解析计算或仿真计算值 （解析计算） 炉管几何尺寸 设计图纸 现场实际测量 现场实际测量 是否割管取样 否 否 是 实验室截面金相：蠕变孔洞尺 现场表面金相：蠕变孔洞或 微观组织 最近一次金相检测报告 寸及分布、变裂纹、碳化物 裂纹，碳化物尺寸及分布 成分、结构、尺寸及分布 查阅资料，通过硬度测试或 割管取样材料实验测定，取 材料性能 查阅资料，取最低值 小冲杆、连续压痕等方法换 最低值 算后取最低值 6.3炉管检测与试验方法 炉管母材及焊缝的渗透、超声等无损检测按NB/T47013（适用部分）的规定执行；材料微观 组织检查按GB/T13298的规定执行，其中金相分析的具体操作按DL/T884的规定执行；材料的持 久、蠕变性能测试按GB/T2039的规定执行：室温和高温拉伸性能测试分别按GB/T228.1和GB/T 228.2的规定执行；蠕胀测量按DL/T441的规定执行。 7寿命评估程序 制氢转化炉炉管寿命评估程序如图1所示。