運行4年后立式HP#Nb爐管向火面的表面金相組織，爐管沿長度方向的組織變化在役爐管沿長度方向受熱是不均勻的，如入口處就比出口處的溫度低，在長期服役的條件下或受到超溫影響，其組織差異就顯而易見了。一根立式HP#Nb爐管運行4年后，爐管115m和7m處向火面的表面金相組織。爐管115m處由于是較高溫度區，其塊狀碳化物聚集程度明顯比7m處嚴重。爐管115m處由于是較高溫度區，其塊狀碳化物聚集程度明顯比7m處嚴重。爐管115m處金相組織中晶內彌散的碳化物已經聚集，而7m處金相組織中晶內彌散的碳化物還沒有完全消失。根據爐膛溫度的分布規律和爐管的幾可結構，爐管這種沿長度方向的組織差異還是有一定規律可循的。但是受到異常超溫的爐管，組織的變化就變得復雜化了。超溫溫度、超溫運行時間、冷卻方式等都會對#78#CPVT通過微觀組織分析進行在役爐管的安全診斷爐管組織變化產生影響。受到超溫影響的爐管某些部位可能會發生相變，產生正常運行下不會出現的組織。
一根立式20g爐管在一次火燒超溫事故中，超溫后急冷發生組織變化的形貌。被火焰直接灼燒的部位，溫度超過相變Ac1線，使爐管奧氏體化，在隨后的急冷中產生相變，出現貝氏體組織。而爐管上部由于超溫不嚴重，沒有產生明顯組織變化，仍保留鐵素體加珠光體組織。因此，在對這種經過火燒超溫發生組織相變的爐管，進行安全診斷時，應集中考慮爐管發生相變部位的性能變化。
320g超溫急冷的組織變化，爐管在圓周方向組織性能的變異爐管的向火面與背火面由于受熱不同，會沿圓周方向產生組織上的差異。一根使用6年的HP#Nb爐管向火面和背火面的金相組織。爐管向火面的組織除正常組織外出現明顯的孔洞及新碳化物相（M7C3）。背火面的金相組織為正常組織（奧氏體和顆粒狀M23C6）。
由于向火面長期溫度過高，在晶界發生相變、啟裂。這說明爐管向火面由于溫度較高，組織性能損傷就相對嚴重。因此，一般爐管安全診斷都是以向火面為對象。
經過超溫急冷發生組織相變的爐管，在圓周方向上組織性能會存在著更為復雜的差異。使用6年的HP#Nb爐管向火面和背火面的金相組織圖5Cr5Mo爐管3m處硬度測試結果根超溫Cr5Mo爐管3m位置沿圓周方向硬度測試結果。爐管沿圓周方向硬度變化很大，最高硬度值為HB413，最低硬度值為HB198。金相組織分析發現硬度最高處為彌散點粒狀貝氏體和沿晶界分布的粒狀碳化物，硬度最低處為明顯塊狀鐵素體、細片狀珠光體及點粒狀碳化物。這種組織形態的差異，使爐管沿圓周方向力學性能也產生明顯的不同。沿爐管硬度最高和最低處縱向取樣測試的力學性能。結果表明，爐管最高處的抗拉強度是最低處的3倍，而最高處的沖擊韌性只是最低處的三分之一。爐管這種明顯沿圓周方向組織性能的差異，使得爐管不能正常服役。該爐管在火燒超溫后又使用了一年，就發生了明顯的彎曲變形。因此，在爐管安全診斷過程中，應該重視爐管沿圓周方向可能存在的組織差異，通過表面硬度測試一般是能夠檢查出這種差異的。
