1.1一氧化碳简介：

一氧化碳的分子式CO，是无色、无嗅、无味、含剧毒的无机化合物气体，它比空气略轻。在水中的溶解度甚低，但是比较溶于氨水。在空气中混合爆炸极限为12.5%～74%。 一氧化碳是含碳物质不完全燃烧的产物。可以作为燃料使用，一般情况下煤和水在高温下是可以生成水煤气（即一氧化碳与氢气的混合物）。现在在有些现代技术如炼铁，依然会产生副产品的CO。我们知道一氧化碳可用作身体自然调节炎症反应的三种气体之一的（其他两种是一氧化氮、硫化氢）。

1.2一氧化碳装置关键部位简介

在荷兰、美国、日本等国家一氧化碳装置^[1]都是非常先进的。比如在荷兰新建的法液空计划，就是一个比较先进的一氧化碳装置。它将冷箱中的液体或气体（都是低温）加热到常温然后送到火炬烧除，焚烧之后产生二氧化碳和水，这样避免造成对人类的危害和环境的污染 。在这些装置中最重要的就是蒸发装置、集气装置、转化管、出口集气管、出口猪尾管等。（我们主要研究集气管）

1、集气装置

国内外目前设计的出口集气管^[2]有三种：全热壁式、半冷半热壁式、全冷式。全热壁氏即采用高耐合金的集气管和下尾管。半冷半热是采用高合金的尾管和分集合管并增加一个冷壁总集合管，可以用来减少尾管长度，缺点是造成机构十分复杂，同时也会造成冷壁集合管内衬产裂纹的问题。全冷式壁炉管直接与冷壁连接，这就大量节约高耐热合金。并且简化了结构形式，只要解决内衬不发生开裂，其他结构的问题就很好解决。这种结构目前在国内外还是比较先进的。因为这种结构去掉下尾管和热壁分集合管，这就使得热膨胀问题也就大大减少所以节约大量投资同时还有安全可靠。集气管主要作用是汇集从各炭化室导出的粗煤气的焦炉附属设备。由钢板铆接或焊接而行成的槽形或圆形设备，集气管上设有放散管，为了便于在集气管压力过大时可以放散粗煤气。同时在集气管端部设有工业水管、蒸汽清扫管和氨水管，以备在焦炉开工以及发生事故时使用。因为集气装置汇集产生的气体，这就要求集气管要有很好的抗蠕变能力才好。集气管的失效^[3]形式有很多种，我们在这里主要研究蠕变损伤，我们知道高温蠕变是导致集气管开裂的直接原因,它的失效形式有很多种如高温蠕变、氧化等。这也和它选用的材料有关，集合管的设计应考虑以下问题1.外壁温度控制2.集合管材质的选取3.过渡段设计4.冷壁集合管内衬的结构设计。一般情况下我们选用的材料和制氢转化炉的集气管是基本差不多，里面物料不一样，为了方便理解我们简单介绍制氢转化炉。

2、制氢转化炉简介

制氢转化炉^[1]是由转化炉本体和转化炉烟气余热回收系统组成的。随着炼油厂制氢装置的逐渐增多，以及对氢气的需求增多，这就使得制氢装置也相应发展非常迅猛。目前转化炉的主要使用情况简介：热壁集合管还是比较成熟的，产氢量在两到三万标准立方米以下的装置使用比较方便，但是随着产氢量的增加，由于出口集合管温度处于800℃以上,线膨胀量非常大导致下尾管吸收气膨胀量困难,在使用中经常发生断裂现象。此外随着转化催化剂性能的提高，使得空速由几百提升到几千多，这时转化器的温度从800℃到850℃左右，这时热壁集合管的材质很难满足设计温度的要求，因此开发冷壁集合管是转化炉设计的当务之急。国内大型制氢装置一般采用的制氢方法多为清烃水蒸汽转化法，其利用的原材料大多为天然气等轻质烃类材料^[2]。这些轻烃在特定的压力、温度及催化剂存在的条件下，与水蒸气发生化学反应，即生成一氧化碳、氢气。转化炉属于装置的心脏设备，它是制氢装置转化反应的反应器^[1]。

由于转化炉所需的大量热能是通过管壁从管外传递给管内反应系统的，转化反应是强吸热反应，因此转化炉既是一个能提供大量热量的加热设备，又是一个固定船管式反应器。随着制氢生产规模的不断扩大和转化工艺技术的迅速提高，转化炉的操作条件也愈加严格，所以在选材、安装、检修、维护等环节都需要精心考虑，认真准备。因为炉管在高温下长期运行会造成的渗碳、蠕变等损伤以及高温硫腐蚀都是造成炉管失效^[3]的主要原因。所以必须把关各个环节。 转化炉的主要参数有压力、水碳比、原料预热温度、出口温度、空气预热温度等。这里我们主要介绍转化炉的失效形式。发现炉管服役温度过高、温度不均匀是炉管失效、开裂的主要原因。