二甲苯是重要的基础化工原料之一，其下游产品广泛用于电子、服装、医药等行业。随着国内二甲苯需求增加的，其产业规模也不断扩大。加热炉在二甲苯工艺中有着重要的地位，它承载着将二甲苯混合物加热到反应温度的重任。但是由于长期处在低氧高碳势、高温的环境下，加热炉会出现结焦、渗碳、结垢等现象，这些危害如果不及时处理，最终将会导致炉管的失效，影响生产装置的长周期安全运行。　　本文以某已服役18万小时、因结焦而发生炉管爆裂加热炉为研究对象，对其结焦炉管进行微观组织和常、高温力学性能观察测试，利用大型有限元软件ABAQUS模拟分析结焦造成的炉管壁温和应力的变化，并通过蠕变持久试验对因结焦而遭受过热的炉管剩余寿命进行预测，从而研究了结焦对炉管产生的影响。　　本文的主要研究内容和结论如下:　　(1)通过对经过18万小时服役的发生了爆裂的20号钢炉管及其邻近炉管进行微观组织观察发现，爆裂炉管上部爆裂部位已发生了严重的珠光体球化现象，并已达到完全球化，而且在内部发现有显微裂纹存在。但其下部珠光体球化程度并不严重。这种同一根炉管不同部位珠光体球化程度存在较大差异的现象在邻近的炉管中同样存在，这与管内焦层厚度分布的不均匀现象密切相关。　　(2)短时拉伸试验结果表明，结焦炉管的常温和高温力学性能都有一定程度的降低。焦层厚度不同的炉管力学性能有一定差异，性能下降的程度受焦层厚度及其导致的过热程度和过热时间共同影响。　　(3)通过大型有限元软件ABQUS模拟分析了焦层厚度对炉管壁温和应力分布的的影响，发现随着炉管内部焦层厚度的增加，其炉管壁温的过热现象也越加严重，当焦层厚度达到16mm时，其最大壁温已超过20号钢的许用温度，并将引起炉管材质性能的严重劣化。炉管温度分布的改变也使炉管产生额外的热应力，从而使其运行状况更加恶化，最终导致炉管的爆裂失效。　　(4)通过加速试验获得了四段结焦炉管的蠕变持久性能数据，根据Larson-Miller参数外推法，结合应力计算结果，获得了四段结焦程度不同的炉管的剩余寿命，综合结果显示结焦导致的过热使炉管的剩余寿命较大程度的降低。