Эксплуатационная надежность крупнотоннажных агрегатов по производству аммиака в значительной степени зависит от безотказной работы трубных элементов радиантных секций печей реформинга и в первую очередь — от состояния металла реакционных труб различных поставок, изготовляемых методом центробежного литья из сталей и сплавов типа 45Х25Н20С, 35Х24Н24Б и 45Х25Н35С2Б.
Реакционные трубы работают под давлением 35–40 кгс/см2 в области температур 900–930 °С, т. е. в условиях ползучести, вызывающей даже у высоколегированных сталей и сплавов существенные изменения в структуре и развитие процессов повреждаемости при длительной эксплуатации. В зависимости от материального исполнения завода-изготовителя и фактических условий эксплуатации, реакционные трубы имеют ограниченный срок эксплуатации (от 70–80 до 150–160 тыс. ч. при расчетном сроке службы в 100 тыс. ч.).
Проблема диагностирования реакционных труб, поиски критериев их отбраковки и определения остаточного ресурса имеют более чем тридцатилетнюю историю [1–4].
Эксплуатация трубчатых печей с реакционными трубами из стали типа 45Х25Н20С (НК 40) различных поставок в отечественной азотной отрасли промышленности началась в 1973 г. На основании накопленных данных по их эксплуатации в 1985 г. специалистами ГИАП была разработана «Инструкция по контролю и наблюдению за металлом реакционных труб из центробежно-литых сталей типа 45Х25Н20С печей реформинга крупнотоннажных агрегатов аммиака». В соответствии с требованиями Инструкции был рекомендован комплексный эксплуатационный контроль труб, включавший следующие операции:
• получение систематизированных проектных и монтажных данных о состоянии металла реакционных труб и смежных с ними конструктивных узлов;
• получение систематизированных данных об условиях эксплуатации труб, в том числе температуры стенок;
• внешний осмотр (наружный и внутренний) фактического состояния труб и смежных с ними сварных соединений;
• контроль остаточной деформации;