乙烯裂解炉是乙烯生产的核心设备,直接关系到乙烯装置的生产运行,而对炉管进行准确的寿命评估是保证裂解炉安全运行的关键。本文对某石化厂已服役和新的HP40Nb耐热钢乙烯裂解炉炉管进行化学成分分析、金相分析、电镜扫描形貌和能谱测试,通过对材料的组织及成分分析表明,经过长时间高温服役后,HP40b耐热钢晶界上的骨架状共晶碳化物(r + M7C3 +少量M23C6)逐渐变成条状和块状M23C6,且有一定量的二次碳化物析出,从而造成材料高温抗蠕变性能下降。通过拉伸试验发现,已服役炉管的屈服强度和抗拉强度较新管分别下降50%和62%,材料强度性能出现明显下降。对新旧炉管进行三组蠕变试验,掌握炉管高温蠕变性能,获取蠕变试验数据。根据试验结果,分别采用θ投影法和Ω寿命评估法对炉管进行蠕变寿命评估,得到蠕变寿命预测模型,经过对比发现基于蠕变速率与应变呈比例关系的θ投影法更加适合于HP40Nb耐热钢的蠕变寿命预测,为预测模型的选择提供了依据。结合常规时间-温度参数法(TTP)和粒子群优化算法(PSO)建立了Larson-Miller(LM)、Orr-Sherby-Dorn(OSD)和 Manson-Harferd(MH)模型,然后利用这三种模型对HP40耐热钢的持久寿命进行了评估,并利用Z参数对三种参数模型的预测准确度进行分析。通过分析三种模型的预测结果,发现MH法的预测结果准确度最高。对不同可靠度下材料的持久寿命进行计算,保证了预测结果的可靠性。通过对合金蠕变应力指数分析,根据典型的蠕变机制特征,表明HP40Nb耐热钢在高温下的蠕变机制以位错攀移为主。