随着石化工业的飞速发展,高温离心铸造炉管早已广泛应用于石油化工厂的裂解炉、制氢炉中,炉管的工作环境非常恶劣,工作温度高达700℃-1050℃,内压力高达1.8MPa,由于使用期间因过热或处理不当,常使炉管在未达到设计寿命前就严重损伤和破坏,在修复时需进行新管与服役炉管的焊接,而焊后在服役管一侧很容易开裂,服役管的焊接性变差,影响焊接修复。本文主要针对超高温服役4万小时后的Manaurite900制氢炉下集合管母材和焊缝显微组织在运行前后的变化,分析炉管损伤与焊接性的关系,通过固溶处理来改善服役炉管的焊接性,采用针对性焊接工艺完成该服役炉管的修复,为服役炉管的修复提供理论和工程依据。主要研究内容和结论如下:(1)对服役炉管取样并做宏观检查,结果表明炉管未发生变形,炉管外表面有一层呈黑褐色、厚度约为O.5mm的氧化层,对内外表面进行渗透探伤未发现裂纹。(2)对服役炉管母材进行金相组织观察和分析,结果可见,服役炉管与新炉管比较,其组织结构、形态、分布均有明显不同,炉管组织中骨架状共晶碳化物已消失,取而代之为网块状,一次碳化物和从奥氏体晶内析出的二次碳化物明显粗化,依据有关文献,判定该炉管损伤等级为3.5级,施焊比较困难。(3)对服役炉管母材进行常温机械性能测试,结果表明:炉管经长期高温服役后硬度明显降低,力学性能变差,抗拉强度低于标准,而延伸率几乎为零,冲击韧性值很低,服役对材料的性能影响显著。(4)服役管焊接时,出现在热影响区临近熔合线的裂纹判定为近缝区液化裂纹,通过热塑性实验结果分析,认为服役Manaurite 900钢抗液化裂纹能力很弱,很容易开裂。(5)服役态炉管经过固溶处理后,晶内块状二次碳化物数量减少,渐趋稀疏,一次碳化物呈骨干状,晶界变窄,组织均匀,力学性能得到恢复,塑性和韧性都大幅上升,冲击断口呈韧性断裂特征,固溶处理对服役态炉管材料性能的恢复影响显著。(6)采用本文修复工艺可以有效降低裂纹敏感性,防止服役炉管焊接修复中裂纹的产生,焊接接头能够满足正常工作需要,该服役制氢炉管的焊接修复成功。