管式裂解炉是化工、石油化工和化纤工业中的重要设备。在裂解炉装置的运行中,炉管受炉内高温及管内介质压力的共同作用,易发生蠕变、渗碳等现象。裂解炉装置在烯烃生产装置中处于中高风险区,因此针对裂解炉装置的维修尤为重要。本文研究的主题是:“基于风险的裂解炉装置维修规划”。以某烯烃厂SRT-VI型裂解炉E-BA1103 为研究对象,在明确各零部件风险等级的基础上利用基于风险的维修(Risk Based Maintenance)策略对裂解炉装置进行维修规划大纲的制订。主要开展以下工作: 1.从裂解炉装置的失效模式与影响分析(FMEA)入手,明确裂解炉装置各零部件的失效原因及故障影响。通过检维修记录和设计资料,利用传统的以可靠性为中心的维修(RCM)对裂解炉装置进行维修规划的制定。通过RCM 逻辑决断图对各个零部件的安全性、任务性和经济性的维修级别进行分类,改变以往笼统定时维修策略,而将维修重点放在造成安全性影响的设备故障上,通过仪表的监测或分析,预测其故障的发展,减少维修费用,延长维修周期。2.推导出渗碳条件下,炉管应力计算的方法。结合高温情况下蠕变对炉管的失效影响,分析处于高温、渗碳性气氛环境下裂解炉炉管的应力分布,比较蠕变作用下与蠕变、渗碳共同作用下炉管的失效情况,利用Larson-Miller 方法计算了考虑渗碳和蠕变作用的炉管寿命。计算结果显示,炉管的开裂发生在炉管外壁,且主要是渗碳导致的炉管失效(蠕变失效主要发生在内壁)。3.以临界寿命分数作为炉管失效的判断依据,利用Monte—Carlo 法计算在蠕变与渗碳共同作用下的裂解炉炉管失效概率,找到炉管失效概率随运行时间变化的规律,为炉管的风险评价提供了炉管失效可能性数据。与API581 计算的失效概率结果比较表明,由于未考虑渗碳造成的影响,API581 计算得到的炉管失效概率低于应用本文模型计算的失效概率。4.本文利用API581 文件中定量风险后果的计算方法对裂解炉炉管进行了失效后果的计算,得到了炉管失效的人员伤亡损失、营业中断损失及设备故障损失费用,定量获得炉管的风险值。5.在对裂解炉装置各零部件的失效模式进行风险级别确认的基础上,对装置进行基于风险的RCM 制订,从而达到降低风险的目的。基于风险的RCM 同传统的RCM 比较,强调了风险对维修方式的影响,使得维修集中在处于高风险的失效模式上,节省了维修时间和费用。