石油化工行业用锅炉炉管的剩余寿命预测
锅炉管失效分析与寿命评估
1.2 失效分析的作用
1) 电厂金属部件的失效分析工作是金属工作的主线。为提高金属技 术监督水平、材料质量鉴定和在役设备的寿命预测提供重要的技术依 据。
2) 确定部件失效原因，提出相应对策，避免同类事故再次发生。 3) 发现金属部件在设计、选材、加工、装配、维护和使用中的问题。
为提高产品质量和改善维护、提高使用水平提供依据。 4)为重大事故提供仲裁依据。对不合格产品，为用户赔偿要求提供技
火电厂锅炉受热面管失效分析与寿命评估
目录
1 失效分析
1.1 失效分析的意义 1.2 失效分析的作用 1.3 失效分析的任务 1.4 失效分析的思路及程序 1.5 锅炉四管的特点 1.6 锅炉四管的失效类型及特征 1.7 失效分析案例
2 锅炉管内壁氧化皮检测评估技术 3 寿命评估
3.1 寿命评估的目的和原则 3.2 寿命评估方法 3.3 高温受热面的寿命评估技术
火电厂锅炉受热面管失效分析与寿命评估目录1失效分析11失效分析的意义12失效分析的作用13失效分析的任务14失效分析的思路及程序15锅炉四管的特点16锅炉四管的失效类型及特征17失效分析案例2锅炉管内壁氧化皮检测评估技术33寿命评估31寿命评估的目的和原则32寿命评估方法33高温受热面的寿命评估技术4炉内长寿命壁温监测技术11失效分析的意义?失效分析工作是对电厂方方面面工作的一个检验和评价
应力）。 要求有良好的工艺性能，其中特别是焊接性能要好，对过热器管和持
久塑性。 要求在高温长期运行中组织性质稳定性好还要求有良好的冷加工性能。 要求钢的抗氧化性能高，氧化深度应小于0.1mm／年。 具有较高的抗热疲劳能力。Leabharlann 1.6 锅炉管失效的主要原因
燃煤锅炉的恶劣工作条件是造成这些故障的主要原因；应 力、温度、腐蚀、磨损和振动等的综合影响使管子钢材变 质。
浅谈测量估算管道剩余寿命方法
浅谈测量估算管道剩余寿命方法摘要】本文通过测量管道壁厚，采用数学模型分析方法，估算管道剩余寿命。
【关键词】管道提温改造管道壁厚数学模型直埋敷设供热管道在我国已经实践了几十年，随着热负荷增长，很多热力公司原有的直供供热系统正逐步向间接供热系统方向发展，为了充分利用现有直供管网，将其改造为间接供热一级网能够避免重复建设，节约投资。
然而如何评估管道在地下实际的运行状况，进而估算管道的剩余寿命是一个比较复杂的客题。
直埋敷设供热管道有着隐蔽性的特点，无法通过肉眼观测其运行状况。
管道的使用寿命与运行温度、压力、及水质的和其在土壤中所处的环境有关，以上因素都会造成管道内、外腐蚀，降低管道壁厚，从而降低管道寿命。
本文采用数学概率分析方法，通过实际测量壁厚方式统计分析管道剩余寿命。
1.假定条件a.管道和管件的材料特性不因为服役时间而逐渐改变；b.管道壁厚的腐蚀和磨损与时间呈线性关系；c.最小的水压试验压力为1.25MPa；计算程序计算步骤：(1).每个测点的恶化值：(2).管道相对恶化的平均值：(3).平均相对劣化偏差的均方根：(4).相对劣化偏差的均方根：其中：Suk···第K个测量点的管道测量壁厚；Sk···第K个测量点的公称壁厚；N —总的测量数；S0 —初始厚度负偏差，在供热管道分析中一般取0.05；管道的剩余寿命计算公式：其中：td—水压试验时管道的实际服役时间；Uq—概率的正态分布；—概率的正态分布；SR—根据公式（7-1）的计算壁厚；表1.1 系数Uq和分析案例初始数据：水压试验前管道已经服役18年。
水压试验前测量的管道壁厚如表1.2所示，总共测量点数N=11。
表1.2—测量管道壁厚分析步骤：管道相对恶化的平均值（1.2）：平均相对劣化偏差的均方根（1.3）：管道剩余寿命：采用此方法计算得出的管道剩余寿命过低，改造以后将会出现腐蚀泄露，失水量大，维护成本提高等问题。
管输原油腐蚀特性研究及管道剩余寿命预测软件开发
软件测试
软件测试是指在软件开发过程中，通过测试发现并纠正软件中存在的问题和 错误，以提高软件的质量和可靠性。在腐蚀管道剩余寿命预测软件中，测试主要 包括单元测试、集成测试和性能测试等方面。
单元测试是指对软件的每个模块进行单独测试，以确保每个模块的功能正确 性和稳定性。在腐蚀管道剩余寿命预测软件中，单元测试需要考虑每个模块的功 能需求和输入输出数据的有效性。
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管输原油腐蚀特性研究及管道 剩余寿命预测软件开发
01 引言
03 参考内容
目录
02
管输原油腐蚀特性研 究
引言
管道运输是石油、天然气等流体能源的主要运输方式。其中，管输原油的腐 蚀问题对管道的安全运行和能源保障具有重大影响。本次演示将围绕管输原油腐 蚀特性研究及管道剩余寿命预测软件开发的重要性和必要性进行深入探讨。
软件设计阶段主要是根据需求分析的结果，设计软件的架构、数据库、界面 和算法等方面。在腐蚀管道剩余寿命预测软件中，软件设计需要考虑软件的用户 界面设计、数据存储设计、数据处理流程设计、软件安全性设计等方面的内容。
编码阶段主要是根据软件设计的结果，使用编程语言实现软件的各种功能和 性能。在腐蚀管道剩余寿命预测软件中，编码需要考虑软件的计算效率、内存占 用、响应速度等方面的性能要求。
参考内容
引言
随着工业化进程的加快，石油、天然气等管道系统的规模不断扩大，管道腐 蚀问题也日益突出。腐蚀会导致管道强度下降，严重时甚至引发事故，因此对其 进行剩余强度评价和剩余寿命预测至关重要。软件开发在这一过程中发挥着重要 作用，本次演示将介绍腐蚀管道剩余强度评价的方法以及剩余寿命预测软件的开 发过程。
动力分析是通过分析管道在动态载荷作用下的应力、应变和振动等参数，评 估管道的剩余强度。该方法主要考虑管道的动力学特性、阻尼比、支撑条件等因 素，通过建立动力学模型，计算出管道在动态载荷作用下的响应。动力分析的优 点是考虑了管道的动态特性，缺点是计算相对复杂，需要较高的计算资源。
7、剩余强度评估和剩余寿命预测计算过程
剩余强度评估剩余强度按照《基于风险的埋地钢质管道外损伤检验与评价》 （GB/T30582-2014）剩余强度Sf 的确定原则对管体进行评估。
此方法适用于含体积型缺陷和凹陷的在役埋地钢质管道的评估。
在吸收和借鉴国内外在腐蚀管道评估方面所取得的研究成果的基础上，为了克服现存各种评估方法的局限性，得到更符合工程需要的评估结果，具体方法如下：1. 确定管道外径和公称壁厚，资料审查中查阅记录和现场测量结合；2. 对于开挖点，去除外防腐层，清除钢管表面腐蚀痕迹至暴露出金属色泽；3. 测量腐蚀点处壁厚及腐蚀处的轴向长度L ；4. 确定材料的力学参数[σ]；5. 选用合适的估计方法计算失效压力F P ，并计算校核强度S 0=PD/2T ；6. 根据地区等级确定安全设计系数SF ；7. 比较计算的失效压力F P 与S 0×SF ；如果≥F P S 0×SF ，该处缺陷可以接受，否则需要降低压力工作。
含体积型缺陷管道的失效压力如下：（公式3）式中：F P 为含缺陷管道的失效压力，MPa ；D 为管道直径，mm ；t 为管道壁厚，mm ；d 为腐蚀缺陷深度，mm ；flow σ为流变应力，由下式确定：（公式4）min ysσ为材料最小屈服强度，MPa ； ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅--=M t d t d D t P flow F 185.0185.012σmin 1.1ys flow σσ=M 为Folias 膨胀系数，由下式确定： 50)/(2>Dt L （公式5） 50)/(2≤Dt L （公式6）L 为缺陷长度，mm 。
管道运行压力不得超过最大允许工作压力，最大允许工作压力为：F P K p ⋅=p 为管道最大允许工作压力，MPa ；K 为设计系数，应根据管道内的介质类型、缺陷及所在处的地区级别等确定。
本次受检埋地管道共发现防腐层漏电点21处。
受检单位对15个已打孔检漏处理的漏电点处进行了燃气泄漏检测，结果未发现燃气泄漏；对4处漏电点进行了开挖修复；其余2处漏电点处于水中，无法打孔检漏，观察水面未发现泄漏气泡。
设备剩余寿命的预测与分析
结论与展望
通过实验设计与实施，我们发现方法在预测设备剩余寿命方面具有更高的预 测精度和稳定性。深度学习算法中的CNN、RNN和LSTM等算法可以更好地处理时序 数据，捕捉设备性能变化的趋势和模式。而传统预测方法在处理复杂设备和长周 期数据时预测精度可能受到影响。
展望未来，我们认为设备剩余寿命预测将成为工业互联网领域的一个重要应 用场景。通过结合物联网、大数据和技术，我们可以实现设备的实时监控、故障 预警和智能维护等功能，为ห้องสมุดไป่ตู้业提供更加高效、智能的设备管理和维护解决方案。 我们还需要进一步研究和改进预测方法，提高预测精度和稳定性，以更好地满足 企业的实际需求。
引言
在现代化工业生产中，设备运行的安全性和稳定性对于生产效率和生产质量 具有至关重要的影响。然而，设备在长时间使用过程中可能会受到各种因素的影 响，导致其性能下降，甚至发生故障。因此，预测设备的剩余寿命成为了关键问 题。近年来，随着大数据技术的发展，基于数据驱动的设备剩余寿命预测方法越 来越受到。本次演示将探讨基于数据驱动的设备剩余寿命预测关键技术，旨在为 提高设备运行效率和安全性提供理论支持。
4、算法模型
在基于数据驱动的设备剩余寿命预测中，常用的算法模型包括线性回归、支 持向量回归、随机森林回归、神经网络等。这些模型各有优劣，在实际应用中需 要根据具体问题和数据特征进行选择。例如，线性回归模型简单易用，适用于线 性关系的数据，但可能无法处理非线性关系的数据；神经网络模型能够处理复杂 的非线性关系，但需要大量的数据进行训练，且易受过度拟合等问题影响。
展望未来，我们期望看到更加完善和智能化的设备剩余寿命预测技术。未来 的研究可以以下几个方面：提高数据的质量和完整性，以进一步提高预测模型的 准确性；研究更加有效的特征选择方法，以减少特征冗余和模型过拟合的问题； 探索更加智能化的算法模型，以适应更复杂的设备运行环境和工况；结合设备的 维护和维修策略，制定更加精细化的管理方案，以提高设备的整体使用寿命和生 产效率。
锅炉省煤器炉管腐蚀及剩余寿命评估
余热锅炉是炼油厂重要的节能设备 ， 省煤器是利用锅炉尾部的热烟全运行直接影响锅炉运行。 省煤器泄露 ， 甚至爆管 ， 不仅大大降低设备的累计运行率及锅炉的热
效率 ， 而且 ， 经常爆管将直接影响锅炉的稳定运行 ， 造成生产 的巨大经济损失Ｄ。 ， 某厂动力车间使用省煤器管 ４ １ 出现大面积不均匀减薄 ， 甚至出现局部泄露。 管的材质为中低压锅炉用无缝钢管 ， 尺寸 ＝ ２ｍ ｘ ｍ 下级 ３ ｍ ３ 。 ｍ 省煤器 内介质走向： 主给水管道 下级省煤器 上级省煤器 。烟气入 口
文章编号：６ １ ７ ７ （ ０６ ０ — ４ ３ ０ １７ — ８ ２ ２ ０ ）４ ０ １— ２
锅炉省煤器炉管腐蚀及剩余寿命评估
秦 华 胡传 顺 ， ， 崔 勇 （． 宁石 油化 工 大学 机 械 工程 分 院 ， 宁 抚 顺 １３ ０ ；． １ 辽 辽 １０ １２ 抚顺 石 油三 厂 ， 宁 抚顺 １ ３ ０ ） 辽 １０ １
图 １ 省 煤器 管 外 表 面形 貌
现均匀腐蚀形态 。
１ ． 学成份及 机械 性 能 ２化
表 １ 省 煤 器 管 化 学 成 份（ ％） 机 械 性 能 和
ＱＩ ａ， Ｎ Ｈｕ ＨＵ ｕ ｎ ｓ ｕ Ｃ ＩＹ ｎ Ｃｈ ａ －ｈ ｎ ， Ｕ ｏ ｇ
ｆ ．ｃ ｏｌｏ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｉｏ ｉｇＵｎｖ ｒｉ ｆＰ ｔ ｌｕ ＆ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ， ｕ ｈ ｎ １ ０ １ １Ｓ ｈ ｏ ｆＭｅ ｈ ｎｃ ｌＥ ｇｎ ｅｉ ，Ｌａ ｎ ｎ ｉｅｓｔ ｏ ｅｒ ｅ ｍ ｎ ｙ ｏ ｈ ｍｉａ ｃ ｎ ｌｇ Ｆ ｓ ｕ １ ３ ０ ， Ｔ ｙ
温度 ４６℃， ４ 出口温度 ２２℃， ０ 介质水入 口温度 １４℃， ０ 出口温度 ２２℃。 ０
加热炉炉管的安全评定及剩余寿命预测
KONG Xiang- jun, T AO Si- da
( L iao ning S hihua Univ er sity , F ushun Liaoning 113001, P . R. China) Received 21 A p r il 2011; r evis ed 10 J une 2011; accep ted 15 J une 2011
实测值
热轧退火
25
4 79
25 7
GB/ T 8162- 1999 标准
热轧退火
3 90
\ 30 6
\ 1 75
实测值
热轧退火
3 90
3 45
20 6
HBS [ 179 12 6
-
2. 2 炉管外观检查和金相分析 炉管穿孔部位由于着火燃烧已经全部脱落, 未
穿孔炉管内表面由于腐蚀, 形成了许多深浅不等, 大
孔祥军, 陶思达
( 辽宁石油化工大学 , 辽宁抚顺 113001)
摘 要: 某炼油厂加热炉炉管仅运 行 18 个月, 就发生失效, 造成巨大经济损失, 因此有必要对剩余炉 管进行全
面的安全评定和剩余寿命预测, 以保证炉 管在一个 检修周 期内能 安全平 稳运行。通 过对炉 管的化 学成分 及金相 组
表 2 炉管的常温拉 伸试验数据 Table 2 Tensile strength of tube at ordinary temperature
数据来源 GB/ T 8162- 1999 标准
供货状态 试验温度/ e
热轧退火
25
机械性能
Rb / ( N # mm- 2 ) \ 41 0
Rs / ( N # mm- 2) \ 2 05
管道剩余使用寿命的预测和评估_李桂杰
管道剩余使用寿命的预测和评估 编译:李桂杰 柴艳丽 唐春艳(大庆油田设计院)审校:胡淑娟(大庆油田设计院) 摘 要:综合论述了管道剩余使用寿命预测和评估的必要性,介绍了国外对管道剩余使用寿命的预测方法和评估理论,提出了应该把对管道剩余使用寿命的预测作为管道运行和技术维护的重要手段。
主题词 油气管道 剩余寿命 预测 评估1,介绍埋地油气管道因遭受很多内在和外在因素的破坏,使其设计寿命严重地受到威胁。
内在因素,如管道本身的擦痕、划痕、压痕等机械损伤,管道轧制过程中的质量问题;外在因素,如地下管道受到腐蚀、人为破坏,管道运行管理不善等。
目前,美国、英国和加拿大等西方油气管道大国均面临着管道老化、变质等问题,管道使用寿命和剩余使用寿命问题越来越受到重视。
为保持管道预期设计寿命,国外管道作业者都制定了严格的管道定期检测和日常维护计划,同时十分重视管道的管理、检查和维护工作。
德国采用统计分析法,对历年来的管道缺陷进行系统的统计分析,以取得第一手现场资料并用于计算机模拟研究。
英国采用第三代智能清管器检查管内金属损伤。
美国则把管道线路的腐蚀和泄漏检测纳入SCADA系统。
2,管道剩余使用寿命的预测适用于干线管道工作寿命的基本概念是个别地段的剩余使用寿命。
对个别管道的持续运行寿命进行诊断,不仅可预防未来可能发生的故障,而且会对管道运行制度和预检修措施进行正确的规划。
在很多情况下,还可使这段管道在降低负荷的条件下继续利用其有效期。
因此,应该把对个别管道剩余使用寿命的预测工作作为管道运行和技术维护这一管理系统的组成部分。
管道的设计寿命一般为33年,线路截断阀(如球阀)仅为20年。
与设计寿命密切相关的是油气管道的诊断问题,而对管道可靠性的分析必须建立在对管道金属和焊接强度特性的分析以及对某一管段承受荷载范围的研究之上。
为此,应将管道整个线路划分成各自不同的典型地段。
地下管道可划分为复杂地段与一般地段。
管道结构的可靠性关键在于焊接部位。
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参考文献 ：
ｅ ＝ｆ ｔ ） ｏ （ ０ Ｐ ＝ｆ ｔ ｌ （ ｒ ）
（ １ ） （ ２ ）
收 稿 日期 ：０ ７ Ｏ — ８ ２ ０ 一 １ １
作者简介 ： 柏￣ ． ９ ６ ） （ ５ － 工程师 ， １ 研究方 向： 化工机械与装备的开发及制造 。
５ ５
维普资讯
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ＮＯ． ２ ０ ｉ ３， ０ ７
施的发展 ， 人们逐渐认识到 当初 的做法是欠妥 的。使用 过的钢 材， 其组织 已发生较大 变化 ， 与原材料相 比， 在相 同条件 下 ， 它
命减除寿命 损耗 ， 则为剩余 寿命 。基于这一观点 ， 文用 “ 本 主持
久强度曲线法 估算剩余 寿命”】 ｌ ｌ 的方法 。 其依据是 ， 钢材性能 的
中图分类号 ：Ｋ ２ Ｔ ２５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ ０ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ７）２
石油化工行业用锅 炉安全要求很 高，为了兼顾安全 和效
行时间 的增长而增高。 如果是这样 ， 么钢管永远不会损坏。 那 从 理论与实践方面 ， 能证 明上述现象是不合 理的。 以， 都 所 只对持 久强度而言 ， 须研究 出新的 ， 必 更加实用 的测试技术。
摘要 ： 针对石 油化工行 业用的锅 炉炉管所用的管材进行失效分析及寿命预测 ， 用主持 久强度 曲线方法进行综合分析 ， 利 可较精确地预测 锅 炉炉管的剩余寿命和适 当调整运行温度后 的可运行时间 ， 从而指导企业 在保证安 全前提 下对材料充分利用。
关键词 ： 炉管 ； 管材； 剩余寿命预测
益， 对于超 温或超役 的锅炉管来讲 ， 人们总想 知道 ：能用 或不 “
能 用 ，还 能用 多 长 时 间 ？ ”这 一 类 问 题 。本 文 在研 究 了
１ Ｃ Ｍｏ １Ｃ Ｍｏ １ １ 钢 １ ２ Ｉ Ｃ Ｍ９ ０、 ９ 、 １ ２ ２ ｒ Ｖ、５ ｒ 、７１ 、 ０ 、 Ｏ ｒ １ Ｔ １ Ｆ ２、 ０
的组织状态稳定 ， 扩散速度远小于原材料组份扩散速度 。亦 即
原 材料组份 的浓度差都 比较大 ， 易于扩散 ， 表现在宏 观强度上 ，
它 的下降速度快。 于是 ， 在持久强度 曲线上 ， 原材料 的斜率 比运 行过材料的斜率大 。虽然持久强度试验初始 阶段 ， 原材料 试验
值 比运行过 材料试验值高 ， 而在长时 问试验之 后 ， 者外 推之 或
钢材全寿命 ｔ 为剩余寿命 ｔ 与已运行时间 ｔ之和 ， ： ｏ ， 。 即
ｔ ＝ ｒ ￡ ｆ＋ 。 ０ （ ３ ）
上述三个公式联立， 可解出运行温度ｒ （ ， ℃） 剩余寿命 ｔ ，
当运行温度为 ， 钢材全寿命为 ｔ， ｏ剩余寿命为 ｔ时， ０应用价值 。又如 ： 金相技术 ， 到经常 的、 的应 已得 广泛 用， 因为它很直观 ， 具有较强的说服力 。 但不能直接给 出剩余 寿 命 小时数 ， 当它与主持久强度 曲线热强技术相 配合 时 ， 不仅 就 是这两项技术得到相互校核 ， 而且既可给出精确 的剩余 寿命小
维普资讯
《 装备制造技术｝０ ７ ２０ 年第 ３ 期
石油化工行业用锅炉炉管 的剩余寿命预测
柏 兆钰 ’ ， 金 善 董
（．丹 阳同泰化工机械有 限公 司， Ｉ 江苏 丹阳 ２２４ ；． １３２ ２南京工业大学过程装备研究所 ， 江苏 南京 ２００ ） １０９
钢等钢种的失效分析及寿命预测的基础上 ， 吸取 了国内外 先进 技术 ， 过综 合分析 ， 出了一种高温锅炉炉 管的剩余寿命分 通 提 析方法 ， 运用 该方法可较精确地预测钢管寿命 。
２ 主持 久 强度方 法
无论何 种状态 的材料 ， 在高强与应力 作用 下 ， 随着作用时
间 的增长 ， 寿命将会受到损耗 ， 作用时问愈长 ， 损耗愈大 。全寿
１ 炉 管寿 命预算 存在 的 问题
锅炉炉管的设计计算 ， 是以钢 材高温屈服强度和持久强度 作依据 ， 当金 属工作温度 ≥４０ ５ ℃时 ， 主要是按持久 强度计算 。 所以 ， 以前为估算 已运 行过钢管 的剩余 寿命 时 ， 常取样作持 通 久强度试验 ，以期得到寿命损 耗后的钢 材实 际持久强度值 ， 并 以此再核算钢管的剩余寿命。最初 ， 当试验出运 行管 比原始材 料 的持久 强度低 时 ， 以为这是运 行管在长期运 行中 ， 强度 便 使 有所损耗 ， 试验 的差值便认 为是 强度损耗 的大小 （ 至今仍有 相 当多的人持有该观点 ）后来 ， 。 随着对工厂生产 中的锅炉设备失 效分析量的增加 ， 发现某些运行过钢管的持久强度值 反而高一 些， 实为费解。 随着研究工作的深 人 、 但 技术的进步以及实验设
后， 则由于两条 曲线斜率不 同而相交 ， 甚至最后得 出运行 过材 料的持久强度 ， 比未运行过 材料 的持久强度高 的结 论 ， 然这 显 是不合理的。对 于长期运行的材料来讲， 其强度 不可能随着运
图 中 Ｐ 和 Ｐ 分别为 未运行 材料和 已运行 材料 的参 数 ， ０ １
△ＰＳ为参数差 ， ］ Ｊ 即寿命损耗 。
变化 ， 与其 工作温度 、 力及运行 时 问有 关 ， 应 前者 是后者 的函
数。 根据试验钢 的特点 ， 安排试验钢 的热强性试验 ， 并依试验数
据绘制出试验 材料原始状态与运 行后状 态的主持久强度 曲线 ，
即应力参数 曲线 ， 图 １ 见 。
应
一
图 １ 主持久强度曲线示意 图