耐热钢作为石油裂解装置中广泛应用的炉管材料，长期在较高温度的裂解气氛(由碳氢气和作为稀释气的水蒸汽组成)下使用。在使用过程中炉管内壁会发生严重的结焦和渗碳现象，成为目前导致生产中断和炉管失效的主要因素。另外，随着裂解温度的提高，表面Cr2O3保护层的蒸发破坏也进一步明显。本研究针对这两种破坏机制，研究了表面结焦和保护层蒸发的影响因素，所获得的主要研究结果如下： 对耐热钢主要成分Fe、Ni和Cr元素的结焦催化能力进行了评价。制备了不同元素组成的表面涂层，结果表明，Fe和Ni的催化能力随着温度的升高而增加，Cr涂层不结焦。在同一温度下，Fe和Ni两种元素混合涂层结焦量随着Ni含量的增加而增加，Fe、Ni和Cr三种元素混合涂层结焦量随着Cr的增加而减少。Fe涂层表面结焦形貌主要表现为纤维状焦炭，Ni涂层随着温度的不同表现为纤维状焦炭与颗粒状焦炭两种不同形态。 耐热钢表面的Cr2O3氧化层是目前主要利用的防护层。在高温和含水气氛下，Cr2O3层可能出现“蒸发”并使得保护作用失效。实验表明，当温度高于1000℃时Cr2O3就出现很明显的失重。温度越高，Cr2O3的失重就越明显。表面尖晶石结构的形成有助于减缓Cr2O3的蒸发。