一段转化炉是合成氨装置中承担制氢转化反应的反应器,由辐射段、过渡段和对流段组成,是合成氨装置的核心设备。公司一期30万吨合成氨/52万吨尿素装置于1995年投入生产。由于各种原因,投用以来至2008年多次发生转化管爆裂事故,已经整体更换了三次转化管(国内维护较好的一段转化炉转化管寿命可达20余年)。一段转化炉高发的故障及发生故障后导致较长的停产和恢复生产时间,给公司带来了极大的经济损失。为此,从分析一段转化炉转化管爆裂原因入手,从各个环节找到设备的设计、制造、使用中的缺陷和不合理之处,可以从根本上解决一段转化炉故障多发的态势。本论文在对爆裂的转化管进行宏观分析、金相显微组织分析、化学成分分析、损伤测量和计算、室温与高温瞬时拉伸试验、持久强度试验、X-射线荧光光谱组织分析的基础上,查找炉管爆裂失效的原因；并通过整理工艺运行数据,分析爆管期间的工艺运行情况,模拟计算转化管在不同条件下的运行工况。通过以上试验、计算和分析工作,查找出转化管设计的有效厚度偏小,是造成炉管爆裂先天性根本原因；转化管局部遭到相对较高的温度与热冲击等造成损伤较严重,是造成转化管爆裂的直接原因。提出了在转化管更新中增加壁厚、严格控制转化管组分等改造措施；并提出了提高预转化装置投用率、合理调节各排燃烧器的供热比例、保证每排燃烧器中每个燃烧器均匀燃烧、保证每个燃烧器的火焰喷出部位都超过烧嘴砖的表面、严格控制水碳比、严格控制出口残余甲烷含量、严格转化管供热和吸热的匹配、防止析碳现象发生、防止温度陡升陡降及频繁开停工,以及适当调节燃烧器风门减少过剩空气量等工艺操作和优化措施。