建立燃烧加热器管的机械完整性计划

介绍

烧制加热器是炼油厂和化工厂中最关键的设备之一。由于设备的临界性，燃烧加热器中的管故障为所有者/操作员带来了显着的安全和财务影响。有保证机械完整性计划以降低故障风险。本文概述了可包含在燃烧加热器管中的有效机械完整性方案中的任务概述。本文旨在成为一般大纲，适用于大多数烧制加热器。

应注意，出于本文的目的，“烧制加热器”在API STD 560中定义的“普通炼油服务加热器”中定义的“射击加热器”适用于覆盖范围内的设备，其中包括在API STD 530中所需的管，“石油炼油厂加热器管厚度的计算。”目前，这种方法适用于炼油厂和一些石化服务，但不包括在API 530的覆盖范围之外的合金，例如在蒸汽甲烷重整器炉中使用。

加热器管设计和健身考虑概述

用于计算燃烧加热器中新管道所需壁厚的设计标准由API 530控制，而使用过曝光管的健身（FFS）计算通常每API 579-1 / ASME-1进行程序。

加热器管有两种不同的设计考虑因素：弹性设计和蠕变破裂设计。弹性设计是基于防止管的爆裂由于短期暴露（时间无关）在较低温度下过度应力（大于材料的屈服强度）。相比之下，蠕变破裂的设计基于防止在长期暴露（时间）下的故障（时间依赖）在较高温度下的低于屈服的应力。蠕变是一个时间依赖的损伤机制，蠕变破裂设计必须考虑在设计阶段期间加热器管的最小预期寿命。API 530管通常设计使用施工管材料的最小预期蠕变性能100,000小时。

服务暴露的加热器管的剩余寿命可以通过（a）蠕变破裂的寿命来控制;（b）弹性寿命;或（c）由业主/操作员设定的管退休厚度。对于在足够高的温度下运行的加热器管，对于蠕变的效果很大，除非在管中存在显着的腐蚀或氧化，否则剩余的寿命通常通过蠕变破裂控制。高腐蚀速率加上高释放阀设定压力，可导致弹性设计即使在较高温度下也能控制。如果弹性设计在给定温度和压力下控制管寿命，则腐蚀是控制损坏机制。同样，如果管寿命受蠕变破裂的设计，则预计管子将通过蠕变失败。可以最终控制使用过热的加热器管的剩余寿命的第三因素是用于管的条形厚度，其再次通过死载和腐蚀而确定。API 530不提供管道退休厚度的任何建议，并且由所有者设定退休厚度。基于API 579-1的剩余寿命计算不考虑所有者设定的退休厚度。 In cases where tubes exhibit corrosion and the heater design/operating conditions are such that the tubes do not experience significant creep and has a low relief valve set pressure, the tubes may be paper thin by the time they fail by creep or by exceeding the elastic allowable stress (i.e., overpressure). In such cases, it makes practical sense to establish an overriding retirement thickness irrespective of the creep damage.