加氢裂化装置设备及类似设备的问题及检验

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1、加氢裂化装置加氢裂化装置压力容器与压力容器与管管线的线的在用检验在用检验合肥通用所压力容器检验站合肥通用所压力容器检验站袁榕袁榕 7/15/20231本专题研究重点本专题研究重点 1 1 1 1 了了了了解解解解加加加加氢氢氢氢裂裂裂裂化化化化装装装装置置置置的的的的原原原原理理理理、工工工工艺艺艺艺流流流流程程程程及及及及特特特特点点点点，以以以以及及及及类类类类似似似似高高高高温温温温、高高高高压压压压、临氢环境中易发生的材料损伤类型。临氢环境中易发生的材料损伤类型。临氢环境中易发生的材料损伤类型。临氢环境中易发生的材料损伤类型。2 2 2 2 了了了了 解解解解 2.25Cr-lMo2.

2、25Cr-lMo2.25Cr-lMo2.25Cr-lMo钢钢钢钢，以以以以 及及及及 其其其其 它它它它 铬铬铬铬 钼钼钼钼 钢钢钢钢 材材材材 料料料料（1.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo、15CrMoR15CrMoR15CrMoR15CrMoR、3Cr-lMo-1/4V-Ti-B 3Cr-lMo-1/4V-Ti-B 3Cr-lMo-1/4V-Ti-B 3Cr-lMo-1/4V-Ti-B 以以以以及及及及加加加加钒钒钒钒钢钢钢钢）的的的的特特特特性性性性，适适适适用用用用范范范范围围围围和和和和选选选选材材材材依依依依据。据。据。

3、据。3 3 3 3 了了了了解解解解加加加加氢氢氢氢裂裂裂裂化化化化反反反反应应应应器器器器的的的的结结结结构构构构特特特特点点点点，以以以以及及及及类类类类似似似似大大大大型型型型高高高高压压压压、厚厚厚厚壁壁壁壁特特特特殊殊殊殊压压压压力容器制造要求和检验方法。力容器制造要求和检验方法。力容器制造要求和检验方法。力容器制造要求和检验方法。4 4 4 4 探探探探讨讨讨讨加加加加氢氢氢氢裂裂裂裂化化化化反反反反应应应应器器器器和和和和类类类类似似似似大大大大型型型型、高高高高压压压压、厚厚厚厚壁壁壁壁、重重重重要要要要压压压压力力力力容容容容器器器器制制制制造造造造质量监督检验要点。质量监督

4、检验要点。质量监督检验要点。质量监督检验要点。5 5 5 5 探探探探讨讨讨讨加加加加氢氢氢氢裂裂裂裂化化化化反反反反应应应应器器器器和和和和类类类类似似似似大大大大型型型型、高高高高压压压压、厚厚厚厚壁壁壁壁、重重重重要要要要压压压压力力力力容容容容器器器器定定定定期期期期检检检检验验验验方方方方案案案案编编编编制制制制、包包包包括括括括内内内内容容容容、程程程程序序序序的的的的确确确确定定定定、检检检检验验验验项项项项目目目目和和和和方方方方法法法法的的的的选选选选择择择择，各各各各种种种种检检检检测方法的应用目的和技术特点测方法的应用目的和技术特点测方法的应用目的和技术特点测方法的应用目

5、的和技术特点 6 6 6 6 各种氢损伤检测方法、缺陷处理方法和安全性分析。各种氢损伤检测方法、缺陷处理方法和安全性分析。各种氢损伤检测方法、缺陷处理方法和安全性分析。各种氢损伤检测方法、缺陷处理方法和安全性分析。7/15/20232加氢裂化装置原理流程及特点加氢裂化装置原理流程及特点 加加加加氢氢氢氢裂裂裂裂化化化化是是是是将将将将大大大大分分分分子子子子的的的的重重重重质质质质油油油油转转转转化化化化为为为为广广广广泛泛泛泛使使使使用用用用的的的的小小小小分分分分子子子子的的的的轻轻轻轻质质质质油油油油的的的的一一一一种种种种加加加加工工工工手手手手段段段段。可可可可加加加加工工工工直直直

6、直馏馏馏馏柴柴柴柴油油油油、催催催催化化化化裂裂裂裂化化化化循循循循环环环环油油油油、焦焦焦焦化化化化馏馏馏馏出出出出油油油油，也也也也可可可可用用用用脱脱脱脱沥沥沥沥青青青青重重重重残残残残油油油油生生生生产产产产汽汽汽汽油油油油、航航航航煤煤煤煤和和和和低低低低凝凝凝凝固固固固点点点点柴柴柴柴油油油油。加加加加氢氢氢氢裂裂裂裂化化化化装装装装置置置置是是是是炼炼炼炼油油油油厂厂厂厂最最最最重重重重要要要要的的的的的的的的生生生生产产产产装装装装置置置置之之之之一一一一，在高温、高压、临氢状态下操作。在高温、高压、临氢状态下操作。在高温、高压、临氢状态下操作。在高温、高压、临氢状态下操作。加

7、氢裂化装置的工艺流程主要有三种类型方法：加氢裂化装置的工艺流程主要有三种类型方法：加氢裂化装置的工艺流程主要有三种类型方法：加氢裂化装置的工艺流程主要有三种类型方法：一次通过法：所产尾油不参加循环。一次通过法：所产尾油不参加循环。一次通过法：所产尾油不参加循环。一次通过法：所产尾油不参加循环。部部部部分分分分循循循循环环环环法法法法：所所所所产产产产尾尾尾尾油油油油一一一一部部部部分分分分参参参参加加加加循循循循环环环环，一一一一部部部部分分分分排排排排出出出出装置。装置。装置。装置。全部循环法：所产尾油全部参加循环，不排尾油。全部循环法：所产尾油全部参加循环，不排尾油。全部循环法：所产尾油全

8、部参加循环，不排尾油。全部循环法：所产尾油全部参加循环，不排尾油。加氢裂化装置主要设备有加氢裂化装置主要设备有加氢裂化装置主要设备有加氢裂化装置主要设备有加氢精制反应器、加氢裂化反加氢精制反应器、加氢裂化反加氢精制反应器、加氢裂化反加氢精制反应器、加氢裂化反应器、加热炉、高压热交换器、高压空冷器、高、低压分离应器、加热炉、高压热交换器、高压空冷器、高、低压分离应器、加热炉、高压热交换器、高压空冷器、高、低压分离应器、加热炉、高压热交换器、高压空冷器、高、低压分离器、高温高压临氢管道、高温阀门器、高温高压临氢管道、高温阀门器、高温高压临氢管道、高温阀门器、高温高压临氢管道、高温阀门等。参见图等。

9、参见图等。参见图等。参见图1 1 1 1、图、图、图、图2 2 2 2、图、图、图、图3 3 3 3、图图图图4 4 4 4。7/15/20233图图图图1 1 1 1 加氢裂化装置流程简图（带循环尾油）加氢裂化装置流程简图（带循环尾油）加氢裂化装置流程简图（带循环尾油）加氢裂化装置流程简图（带循环尾油）7/15/20234 图图图图2 2 2 2 大连热壁加氢反应器大连热壁加氢反应器大连热壁加氢反应器大连热壁加氢反应器7/15/20235图图图图3 3 3 3 高温高压临氢管线高温高压临氢管线高温高压临氢管线高温高压临氢管线7/15/20236图图图图4 4 4 4 热高分热高分热高分热高分

10、7/15/20237加氢裂化装置原理流程及特点加氢裂化装置原理流程及特点 1 1、加氢裂化装置是在高温、高压条件下操作，、加氢裂化装置是在高温、高压条件下操作，介质为烃类、氢气和硫化氢，运行条件较为苛刻。介质为烃类、氢气和硫化氢，运行条件较为苛刻。2 2、飞温现象飞温现象：催化剂再生、流床、放热反应、：催化剂再生、流床、放热反应、反应速度、失控、冷氢、氮气。反应速度、失控、冷氢、氮气。3 3、高温氢硫化氢的腐蚀高温氢硫化氢的腐蚀（腐蚀形态为硫化氢（腐蚀形态为硫化氢对钢的化学腐蚀，在富氢环境中对钢的化学腐蚀，在富氢环境中90%90%98%98%的有机硫将的有机硫将转化为硫化氢，在氢的促进下加速对

11、钢材的腐蚀，停转化为硫化氢，在氢的促进下加速对钢材的腐蚀，停车时在冷凝水的作用下可出现湿硫化氢应力腐蚀开裂车时在冷凝水的作用下可出现湿硫化氢应力腐蚀开裂和低温氢腐蚀。和低温氢腐蚀。4 4、设计时通过选材解决铬钼钢材料作基材，、设计时通过选材解决铬钼钢材料作基材，奥氏体不锈钢复合、堆焊作内衬（热处理温度和奥式奥氏体不锈钢复合、堆焊作内衬（热处理温度和奥式体不锈钢敏化区）。体不锈钢敏化区）。7/15/20238加氢反应器发展简况加氢反应器发展简况 热壁加氢反应器是炼油、化工行业关键设备。通常在高温、高压、临热壁加氢反应器是炼油、化工行业关键设备。通常在高温、高压、临氢条件氢条件(所谓高温、高压、临

12、氢条件是指温度所谓高温、高压、临氢条件是指温度250250，氢分压，氢分压1.4MPa1.4MPa）工作，使用条件十分恶劣。工作，使用条件十分恶劣。我国是在我国是在7070年代末年代末8080年代初开始由国外引进热壁加氢反应器的，目前年代初开始由国外引进热壁加氢反应器的，目前的制造能力已达到千吨级（齐鲁石化公司）。煤化工使用的热壁加氢反应的制造能力已达到千吨级（齐鲁石化公司）。煤化工使用的热壁加氢反应器甚至可以达到器甚至可以达到20002000吨（厚吨（厚336mm336mm）。）。据不完全统计国内在用热壁加氢反应据不完全统计国内在用热壁加氢反应器已达上百台。器已达上百台。热壁加氢反应器主要是

13、由热壁加氢反应器主要是由2 225Cr-1Mo25Cr-1Mo钢材和锻件制成的设计壁厚大致钢材和锻件制成的设计壁厚大致在在在在8080240mm240mm范围内（锻焊结构（范围内（锻焊结构（180180240mm 240mm）、）、板焊结构（板焊结构（8080120mm 120mm），内壁带极堆焊两层奥氏体不锈钢堆焊层（），内壁带极堆焊两层奥氏体不锈钢堆焊层（347347盖面、盖面、309309过渡层，过渡层，表面不加工，防腐蚀）或单层，设计压力为表面不加工，防腐蚀）或单层，设计压力为8 820MPa20MPa，设计温度大致在设计温度大致在370370410 410（目前国内开始大量（目前国内

14、开始大量2 225Cr-1Mo25Cr-1Mo加钒和加钒和3Cr-1Mo-1/4V-Ti-B3Cr-1Mo-1/4V-Ti-B等材等材料制造热壁加氢反应器，设计温度可以达到料制造热壁加氢反应器，设计温度可以达到450450），工作介质主要是），工作介质主要是H H2 2、油、油、H H2 2S S等。等。由于热壁加氢反应器主体材料面临介质腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀、氢由于热壁加氢反应器主体材料面临介质腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀、氢脆、回火脆化和蠕变脆化等一系列问题，国内热壁加氢反应器已使用了脆、回火脆化和蠕变脆化等一系列问题，国内热壁加氢反应器已使用了6 62020年，其危险性在逐年递增。年，其危险性

15、在逐年递增。7/15/20239加氢反应器发展简况加氢反应器发展简况 有人把加氢反应器的发展分为有人把加氢反应器的发展分为4 4个阶段个阶段 1 1、第一代从、第一代从19631963年日本制钢所正式生产第一台加氢反应器为标志，年日本制钢所正式生产第一台加氢反应器为标志，早期是早期是CrCrMoMo钢钢板（少量用锻件）内壁加不锈钢复合板焊接完成，钢钢板（少量用锻件）内壁加不锈钢复合板焊接完成，7070年年前后用内壁堆焊不锈钢的板焊或锻焊结构所代替。前后用内壁堆焊不锈钢的板焊或锻焊结构所代替。皮下再热裂纹。皮下再热裂纹。7070年代年代后期我国开始引进加氢裂化装置。后期我国开始引进加氢裂化装置。

16、2 2、第二代是改良期，由于材料脆化造成的事故，开始研究回火脆化、第二代是改良期，由于材料脆化造成的事故，开始研究回火脆化问题，并控制问题，并控制J J系数系数 300300、250250、180180、150(%)150(%)。3 3、第三代是成熟期，制造技术逐渐成熟、第三代是成熟期，制造技术逐渐成熟,J,J系数系数 130130。这个时期国。这个时期国内开始制造锻焊结构加氢反应器，内开始制造锻焊结构加氢反应器，19831983年由洛阳院、一重厂、抚顺石油三年由洛阳院、一重厂、抚顺石油三厂、北钢院、合肥通用所五家组成的联合攻关组研制厂、北钢院、合肥通用所五家组成的联合攻关组研制2 225Cr

17、-1Mo25Cr-1Mo钢反应器钢反应器材料和制造工艺，材料和制造工艺，19861986年制成模拟环锻件，年制成模拟环锻件，19891989年为抚顺石油三厂生产出年为抚顺石油三厂生产出我国第一台锻焊结构的加氢反应器筒体壁厚我国第一台锻焊结构的加氢反应器筒体壁厚150mm150mm，内径内径18001800，内壁单层，内壁单层堆焊，单重堆焊，单重220220吨。设计温度吨。设计温度450 450 设计压力设计压力20.6MPa20.6MPa。4 4、第四代是更新期，对服役、第四代是更新期，对服役2020多年的设备进行更新，同时又满足煤多年的设备进行更新，同时又满足煤化工和新的石油加工工艺以及装置

18、大型化的要求，不断开发新钢种，如化工和新的石油加工工艺以及装置大型化的要求，不断开发新钢种，如2.25Cr-1Mo-V,3Cr-1Mo-V-Ti-B,3Cr-1Mo-V-Nb-Ca,3Cr-1Mo-1/4V,2Cr-2.25Cr-1Mo-V,3Cr-1Mo-V-Ti-B,3Cr-1Mo-V-Nb-Ca,3Cr-1Mo-1/4V,2Cr-1Mo-1/4V 1Mo-1/4V 等，以加等，以加V V为主进行更新。为主进行更新。7/15/202310图图图图5 5 5 5 热壁加氢反应器热壁加氢反应器热壁加氢反应器热壁加氢反应器7/15/202311缺陷种类缺陷种类产生缺陷温度和现象产生缺陷温度和现象

19、缺陷存在部位缺陷存在部位回火脆化回火脆化长期在长期在350350593593下使用，不纯下使用，不纯物在晶界偏析，产生脆化，材料物在晶界偏析，产生脆化，材料脆性转变温度向高温侧迁移。脆性转变温度向高温侧迁移。2.25Cr-1Mo2.25Cr-1Mo钢母材、焊钢母材、焊缝金属缝金属氢腐蚀裂纹氢腐蚀裂纹长期在长期在250250以上温度使用，介以上温度使用，介质与钢产生表面和内部脱碳质与钢产生表面和内部脱碳2.25Cr-1Mo2.25Cr-1Mo钢母材、焊钢母材、焊缝金属缝金属氢致裂纹氢致裂纹高温操作后急冷高温操作后急冷2.25Cr-1Mo2.25Cr-1Mo钢母材、焊钢母材、焊缝热影响区缝热影响区

20、蠕变裂纹蠕变裂纹400400蠕变区域蠕变区域反应器开口锻件与壳体反应器开口锻件与壳体连接部位焊缝热影响区连接部位焊缝热影响区奥氏体不锈钢焊奥氏体不锈钢焊接部位氢脆裂纹接部位氢脆裂纹高温操作氢扩散入钢内，停工后高温操作氢扩散入钢内，停工后冷却速度快易开裂冷却速度快易开裂反应器内部堆焊层，内反应器内部堆焊层，内构件连接焊缝，垫片密构件连接焊缝，垫片密封槽封槽奥氏体不锈钢堆奥氏体不锈钢堆焊层的剥离焊层的剥离高温操作后急冷使母材与堆焊层高温操作后急冷使母材与堆焊层界面分离界面分离筒体、封头堆焊层筒体、封头堆焊层应力集中裂纹应力集中裂纹由于结构的不连续性和温度应力由于结构的不连续性和温度应力产生的集中应

21、力产生的集中应力裙座与封头连接部位，裙座与封头连接部位，外构件连接部位外构件连接部位奥氏体不锈钢连奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀多硫酸应力腐蚀裂纹裂纹反应器停工后堆焊上的反应器停工后堆焊上的FeSFeS与湿与湿空气中的氧和水反应生成空气中的氧和水反应生成H H2 2S SX XO O6 6产生应力腐蚀裂纹产生应力腐蚀裂纹反应器内构件和内部堆反应器内构件和内部堆焊层焊层加氢反应器产生的缺陷及部位加氢反应器产生的缺陷及部位7/15/202312加氢裂化装置常用材料加氢裂化装置常用材料设备名称设备名称选用材质选用材质加氢精制、裂化反应器加氢精制、裂化反应器（设计温度（设计温度450/450/设计压设计

22、压力力8 820MPa20MPa）板板2.25Cr-1Mo(SA387Gr22CL2)+6.5mm(Tp309+347)2.25Cr-1Mo(SA387Gr22CL2)+6.5mm(Tp309+347)堆焊层堆焊层 或或+4mm(TP347)4mm(TP347)单层浅熔深堆焊单层浅熔深堆焊锻锻2.25Cr-1Mo(SA336F22CL2)+6.5mm(Tp309+347)2.25Cr-1Mo(SA336F22CL2)+6.5mm(Tp309+347)堆焊层堆焊层或或+4mm(TP347)+4mm(TP347)单层浅熔深堆焊单层浅熔深堆焊 高压热交换器高压热交换器（温度（温度260)260)管程

23、：反应流出物：管箱（管程：反应流出物：管箱（碳钢、碳钼钢碳钢、碳钼钢4 46mm 6mm CA;CA;铬钼钢铬钼钢3mm CA)3mm CA)管板管板（碳钢、碳钼钢、铬钼钢（碳钢、碳钼钢、铬钼钢 8mmTP309+347)8mmTP309+347)壳程：循环氢、原料：壳体壳程：循环氢、原料：壳体（碳钢、碳钼钢、铬钼（碳钢、碳钼钢、铬钼钢钢 3mm CA3mm CA）高压热交换器高压热交换器（温度（温度260260450)450)管程：反应流出物：管箱（管程：反应流出物：管箱（铬钼钢铬钼钢3mm 3mm 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 复合板复合板 或或 +6.5mm Tp309+3

24、47+6.5mm Tp309+347堆焊层堆焊层或或 +4mmTP347)+4mmTP347)管板管板(铬钼钢铬钼钢8mmTP309+3478mmTP309+347或铬或铬钼钢钼钢8mmTP410)8mmTP410)壳程：循环氢、原料：壳体（壳程：循环氢、原料：壳体（铬钼钢铬钼钢4mm CA4mm CA；或或3mm 1Cr18Ni9Ti 3mm 1Cr18Ni9Ti 复合板；复合板；或或+4mmTP347+4mmTP347；或或+6.5mm Tp309+3476.5mm Tp309+347堆焊层）堆焊层）7/15/202313材料选择（纯净化）材料选择（纯净化）压压力力容容器器专专用用钢钢材材

25、的的纯纯净净化化不不仅仅能能改改善善钢钢的的制制造造工工艺艺性性，如如焊焊接接时时抗抗热热裂裂、抗抗冷冷裂裂和和抗抗层层状状撕撕裂裂等等工工艺艺性性能能，更更重重要要的的是是能能显显著著改改善善钢钢的的耐耐腐腐蚀蚀、抗抗应应变变时时效效、抗抗回回火火脆脆化化等等使使用用性性能能，从从而而可可延延长长压压力力容容器器的的使用寿命及提高压力容器的使用安全性。使用寿命及提高压力容器的使用安全性。1 1、专用钢材珠光体耐热钢（、专用钢材珠光体耐热钢（GB150GB150、JB4732JB4732）、电电炉炉精精炼炼、真真空空脱脱氧氧；、推推荐荐正正火火加加回回火火（N NT T）。15CrMoR15C

26、rMoR（1.0Cr-0.5Mo1.0Cr-0.5Mo）、14Cr1MoR14Cr1MoR（1.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo）、12Cr2Mo1R12Cr2Mo1R、（2 225Cr-1Mo25Cr-1Mo）。）。2 2、抗氢腐蚀和回火脆化抗氢腐蚀和回火脆化 、NELSONNELSON抗氢曲线抗氢曲线 、评定材料的回火脆化敏感性（制造时机械性能破坏性评价）。、评定材料的回火脆化敏感性（制造时机械性能破坏性评价）。、控制钢材和焊缝金属的脆性转变温度控制钢材和焊缝金属的脆性转变温度：TT54TT542.5 TT54 382.5 TT54 38 式式中中：TT54TT54为为原原始始

27、材材料料54J54J转转变变温温度度；TT54 TT54 为为回回火火脆脆化化处处理理后后材材料料54J54J转变温度的增量。转变温度的增量。7/15/202314材料选择（纯净化）材料选择（纯净化）、控控制制钢钢材材的的回回火火脆脆化化敏敏感感性性系系数数J J和和焊焊缝缝金金属属的的回回火火脆脆化化敏敏感感性性系数系数X:X:J J系数（系数（SiSiMnMn）（P PSnSn）10104 4100100；X X系数（系数（10P10P5Sb5Sb4Sn4SnAsAs）1010-2-215ppm15ppm。、对对铬铬钼钼钢钢设设备备，如如加加氢氢精精制制和和加加氢氢精精制制裂裂化化反反应应

28、器器开开工工时时采采取取先先升升温温后后升升压压，即即开开工工时时当当温温度度升升到到某某一一温温度度之之前前，容容器器压压力力不不得得超超过过使使壳壳体体产产生生的的一一次次薄薄膜膜应应力力超超过过材材料料屈屈服服强强度度的的1/5;1/5;同同样样，停停工工时时采采取取先先降降压压后后降降温温，即即停停工工时时当当温温度度降降到到该该温温度度之之前前，必必须须先先使使容容器器压压力力降降低低到到使使壳壳体体产产生生的的一一次次薄薄膜膜应应力力超超过过材材料料屈屈服服强强度度的的1/51/5。这这一一温温度度即即为为容容器器的的最最低低加压温度。加压温度。3 3、JISJIS标准对硫磷含量的

29、要求为：标准对硫磷含量的要求为：P P为为0.0350.035以下以下,S,S为为0.0350.035以下。以下。日日本本石石油油学学会会对对压压力力容容器器专专用用钢钢材材的的纯纯净净化化提提出出比比较较明明确确规规定定，如如对对于于高高温温和和高高温温高高压压氢氢环环境境下下使使用用碳碳钢钢和和低低合合金金钢钢Cr-MoCr-Mo钢钢板板及及锻锻件件，为为了了防防止止在在使使用用过过程程中中逐逐年年老老化化（蠕蠕变变、蠕蠕变变脆脆化化和和氢氢腐腐蚀蚀），要要求求压压力力容容器器专专用用钢钢材材的的硫硫、磷磷含含量量取取以以下下值值为为妥妥：碳碳钢钢：P P为为0.0150.015以以下下,

30、S,S为为0.0100.010以以下下；0.5Mo0.5Mo钢钢:P:P为为0.0100.010以以下下,S,S为为0.0080.008以以下下；1.0Cr-0.5Mo1.0Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo、2.25Cr-1.0Mo2.25Cr-1.0Mo、3.0Cr-1.0Mo3.0Cr-1.0Mo、5.0Cr-0.5Mo5.0Cr-0.5Mo等等中中温温用用钢钢的的P P为为0.0100.010以以下下,S,S为为0.0080.008以下。（容规要求以下。（容规要求P P为为0.0300.030以下以下,S,S为为0.0200.020以下）以下）湿湿硫硫化

31、化氢氢环环境境下下使使用用碳碳钢钢和和低低合合金金钢钢板板及及锻锻件件，其其磷磷含含量量不不应应大大于于0.005%0.005%，硫含量不应大于，硫含量不应大于0.010%0.010%。7/15/202315图图6 6 临氢条件用钢防止脱碳和开裂的操作极限（临氢条件用钢防止脱碳和开裂的操作极限（API941API941第第6 6版）版）19981998年年4 4月月7/15/202316图图7 7 临氢条件用临氢条件用C-0.5MoC-0.5Mo和和Mn-0.5MoMn-0.5Mo钢的使用经验钢的使用经验（API941API941第第6 6版）版）19981998年年4 4月月7/15/202

32、317图图图图8 8 8 8 典型阶梯冷却线图典型阶梯冷却线图典型阶梯冷却线图典型阶梯冷却线图7/15/202318制制 造造 要要 求求 1 1、凡凡选选用用材材料料在在使使用用中中有有可可能能发发生生应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂的的情情况况，制制造造后后均均应应进进行行焊焊后后热热处处理理。对对不不同同材材料料推推荐荐如如下下的的焊焊前前预预热热温度（亦可根据焊接工艺评定确定预热温度）。温度（亦可根据焊接工艺评定确定预热温度）。Cr-0.5MoCr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo1501.25Cr-0.5Mo150；2.25Cr-1Mo2002.25Cr-1Mo200 奥氏体不锈钢堆焊层

33、奥氏体不锈钢堆焊层100100 2 2、焊接施工中应注意问题：、焊接施工中应注意问题：、将将应应力力集集中中较较严严重重的的部部位位如如开开口口接接管管、裙裙座座与与封封头头连连接部的角焊缝改为对接焊缝。接部的角焊缝改为对接焊缝。、焊焊缝缝的的边边缘缘应应打打磨磨圆圆滑滑过过渡渡，并并将将焊焊肉肉高高度度磨磨平平以以减减小应力集中。小应力集中。、焊焊后后热热处处理理（PWHTPWHT）温温度度要要选选择择适适当当，过过高高强强度度降降低低，蠕变断裂延性增加。蠕变断裂延性增加。、所所有有角角焊焊缝缝应应彻彻底底检检查查，以以确确定定无无裂裂纹纹。反反应应器器制制造造过过程程中中为为提提高高密密封

34、封面面309309和和347347堆堆焊焊层层的的韧韧性性和和抗抗裂裂性性能能，347347堆焊层应尽量在最终热处理后再堆焊和加工。堆焊层应尽量在最终热处理后再堆焊和加工。3 3、反反应应器器内内部部构构件件的的支支座座凸凸台台，内内裙裙座座联联接接处处为为防防止止裂裂纹纹可采用三层堆焊，第一层可采用三层堆焊，第一层309309，第二层，第二层308308，最外层，最外层347347。7/15/202319制制 造造 要要 求求 4 4、热热交交换换器器采采用用U U型型管管结结构构时时，管管子子为为下下列列材材料料时时，在在弯弯制成型后应进行热处理。制成型后应进行热处理。、C-1/2MoC-

35、1/2Mo、CrMoCrMo钢钢管管在在弯弯曲曲半半径径小小于于5 5倍倍管管子子直直径径时时弯弯管部分和相邻直管管部分和相邻直管300mm300mm处应进行退火。处应进行退火。、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti（SUS SUS 321321）钢钢管管弯弯制制成成形形后后其其弯弯管管部部分分和相邻直管和相邻直管300mm300mm处要进行固溶化处理，空冷。处要进行固溶化处理，空冷。、热处理后管子硬度小于下列值、热处理后管子硬度小于下列值 碳钢：碳钢：HRB72HRB72或或126HB 126HB C C0.5Mo0.5Mo钢：钢：HRB77HRB77或或140HB140HB Cr Cr

36、MoMo钢：钢：HRB85HRB85或或163HB 163HB 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti：HRB90HRB90或或185HB185HB 不不锈锈钢钢管管的的快快速速固固溶溶化化处处理理，采采用用U U型型管管固固溶溶化化电电加加热热处处理理装装置置，利利用用电电热热在在2020120120秒秒中中将将钢钢管管加加热热到到10501050保保温温1010秒秒后后，向向管管内内通通压压缩缩空空气气，9090秒秒时时间间内内将将温温度度迅迅速速冷冷却却到到300300，有有效效避避开开不不锈锈钢钢在在450450800800的的敏敏化化区区域域，消消除除内内应应力。解决不锈钢力。解

37、决不锈钢U U形管的应力腐蚀问题。形管的应力腐蚀问题。7/15/202320制制 造造 要要 求求 5 5、在在400400以以上上的的高高温温条条件件下下，尽尽量量避避免免采采用用异异种种钢钢的的焊焊接接接接头头。铬铬钼钼钢钢之之间间的的焊焊接接应应采采用用珠珠光光体体焊焊条条，焊焊后后需需进进行行热处理，一般不推荐用奥氏体焊条焊接及焊后不热处理。热处理，一般不推荐用奥氏体焊条焊接及焊后不热处理。在在制制造造上上采采取取的的措措施施是是：根根据据操操作作条条件件的的苛苛刻刻程程度度可可以以选选用用双双层层衬衬里里堆堆焊焊（309+347309+347）或或单单层层衬衬堆堆焊焊（347347）

38、，双双层层抗抗剥剥离离性性能能要要优优于于单单层层，如如选选用用单单层层浅浅熔熔深深堆堆焊焊（PZPZ法法）为为提提高高其其抗抗剥剥离离性性能能要要适适当当加加大大堆堆焊焊金金属属的的稀稀释释率率。最最近近国国内内采采用抗剥离性能好的高速度大电流堆焊法。用抗剥离性能好的高速度大电流堆焊法。为为防防止止堆堆焊焊层层焊焊接接热热裂裂纹纹和和操操作作中中产产生生相相，应应控控制制堆堆焊焊层层焊焊后后状状态态铁铁素素体体的的含含量量在在3 310%10%范范围围，堆堆焊焊层层的的铁铁素素体体含含量量可可以以采采用用谢谢菲菲尔尔图图（SCHAEFFLERSCHAEFFLER）估估算算或或采采用用铁铁素素

39、体体测测量量仪仪直直接接在在堆堆焊焊层层上上测测量量。一一般般情情况况下下后后者者测测量量值值偏偏高高，尤尤其其是单层堆焊。是单层堆焊。7/15/202321石化系统中高温压力容器概况石化系统中高温压力容器概况 在在介介质质和和工工艺艺环环境境作作用用下下，中中高高温温压压力力容容器器面面临临着着防防止止应应力力腐腐蚀蚀、腐腐蚀蚀疲疲劳劳、氢氢损损伤伤等等破破坏坏方方式式的的新新课课题题，如如加加氢氢裂裂化化、加加氢氢重重整整、加加氢氢精精制制压压力力容容器器的的氢氢损损伤伤与与回回火火脆脆化化、催催化再生器的露点腐蚀、延迟焦碳塔热疲劳开裂等等。化再生器的露点腐蚀、延迟焦碳塔热疲劳开裂等等。石

40、石化化企企业业中中典典型型炼炼油油过过程程的的主主要要工工艺艺温温度度范范围围在在200200550550之之间间，但但在在催催化化裂裂化化和和焦焦化化的的部部分分工工序序中中，也也有有达达到到700700800800；典典型型化化肥肥（合合成成氨氨、尿尿素素）生生产产过过程程的的工工艺艺温温度度范范围围在在200200300300之之间间；乙乙烯烯裂裂解解的的主主要要工工艺艺温温度度范范围围在在700700800800之之间间；甲甲醇醇合合成成的的主主要要工工艺艺温温度度范范围围在在240240270270之之间间；环环氧氧乙乙烷烷直直接接氧氧化化法法的的主主要要工工艺艺温温度度范范围围在在

41、260260；苯苯酚酚合合成成的的主主要要工工艺艺温温度度范范围围在在110110200200之之间间；合合成成纤纤维维（涤涤纶纶）装装置置的的主主要要工工艺艺温温度度范范围围在在115115300300之之间间；顺丁橡胶装置的主要工艺温度范围在顺丁橡胶装置的主要工艺温度范围在230230左右。左右。煤化工煤化工7/15/202322高温压力容器的主要失效模式高温压力容器的主要失效模式 高温损伤：许多失效事例都与高温环境的损伤有关，高温损伤：许多失效事例都与高温环境的损伤有关，在高温下长期运行所发生的组织性能变化和损伤形式主要有：在高温下长期运行所发生的组织性能变化和损伤形式主要有：珠光体球化

42、、石墨化、蠕变损伤、蠕变脆化等。珠光体球化、石墨化、蠕变损伤、蠕变脆化等。、珠珠光光体体球球化化：碳碳钢钢和和低低合合金金钢钢管管件件在在常常温温下下主主要要为为铁铁素素体体珠珠光光体体组组织织，在在高高温温下下长长期期使使用用后后珠珠光光体体组组织织中中的的片片状状渗渗碳碳体体会会逐逐渐渐形形成成球球状状渗渗碳碳体体，并并缓缓慢慢长长大大，导导致致材材料料常温强度显著降低，引起管件破裂。常温强度显著降低，引起管件破裂。、石石墨墨化化：碳碳钢钢管管件件在在500500高高温温下下长长期期使使用用后后，钢钢中中的的碳碳化化物物分分解解，析析出出球球状状石石墨墨，并并导导致致材材料料发发生生不不同

43、同程程度度的的脆化，引起管件破裂。脆化，引起管件破裂。、蠕蠕变变损损伤伤：碳碳钢钢管管件件使使用用温温度度超超过过400400、低低合合金金钢钢管管件件使使用用温温度度超超过过500500时时，随随时时间间的的变变化化会会发发生生变变形形，在在结结晶晶间生成空隙并开裂，由于蠕变延性降低引起的开裂。晶晶间生成空隙并开裂，由于蠕变延性降低引起的开裂。7/15/202323高温压力容器的主要失效模式高温压力容器的主要失效模式 高高温温临临氢氢损损伤伤：炼炼油油二二次次加加工工装装置置均均有有直直接接加加入入或或产产出出氢氢气气的的高高温温(450(450650)650)高高压压(2(220MPa)2

44、0MPa)的的临临氢氢反反应应过过程程。氢氢在在高高温温高高压压或或是是初初生生氢氢状状态态时时，可可能能以以原原子子氢氢的的形形式式向向钢钢材材渗渗透透，导导致致钢钢材材脆脆化化。腐腐蚀蚀部部位位发发生生于于加加氢氢精精制制、加加氢氢裂裂化化及及催催化化重重整整装装置置中中高高温温高高压压临临氢氢设设备备及及管管线线中中，腐腐蚀蚀形形态态为为表表面面脱脱碳碳及及内内部部脱脱碳碳(氢氢腐腐蚀蚀)。这这些些腐腐蚀蚀发发生生在在碳碳钢钢、C-0.5MoC-0.5Mo钢钢及及铬钼钢中。其主要失效形式如下：铬钼钢中。其主要失效形式如下：、氢氢脆脆：由由于于氢氢残残留留在在钢钢中中所所表表现现出出的的脆

45、脆性性，氢氢脆脆现现象象是可逆的。是可逆的。、表表面面脱脱碳碳：钢钢中中的的氢氢在在高高温温下下移移到到表表面面，在在表表面面形形成成CHCH4 4，其强度和硬度下降，但一般不形成裂纹。其强度和硬度下降，但一般不形成裂纹。、内内部部脱脱碳碳(氢氢腐腐蚀蚀)：高高温温高高压压下下的的氢氢渗渗入入钢钢材材后后，和和不不稳稳定定碳碳化化物物形形成成CHCH4 4，在在晶晶界界或或夹夹杂杂物物附附近近形形成成很很高高压压力力使使钢材产生裂纹和鼓泡，氢腐蚀是不可逆的。钢材产生裂纹和鼓泡，氢腐蚀是不可逆的。7/15/202324高温压力容器的主要失效模式高温压力容器的主要失效模式 高温介质腐蚀高温介质腐蚀

46、 、高高温温硫硫腐腐蚀蚀：高高温温硫硫腐腐蚀蚀部部位位主主要要为为焦焦化化装装置置、常常减减压压装装置置、催催化化裂裂化化装装置置的的加加热热炉炉、分分馏馏塔塔底底部部及及相相应应的的管管线线、换换热热器器等等。腐腐蚀蚀机机理理为为化化学学腐腐蚀蚀，腐腐蚀蚀形形态态为为均均匀匀腐腐蚀蚀。其其腐腐蚀蚀过过程程分分为为活活性性硫硫及及非非活活性性硫硫两两部部分分。所所谓谓活活性性硫硫化化物物，就就是是它它们们能能与与金金属属直直接接发发生生反反应应；非非活活性性硫硫化化物物则则是不能直接同金属反应的。是不能直接同金属反应的。、高高温温环环烷烷酸酸腐腐蚀蚀：环环烷烷酸酸(RCOOH(RCOOH，R

47、R为为环环烷烷基基)是是石石油油中中一一些些有有机机酸酸的的总总称称。环环烷烷酸酸的的腐腐蚀蚀起起始始于于220220，随随温温度度上上升升而而腐腐蚀蚀逐逐渐渐增增加加，在在270270280280时时腐腐蚀蚀最最大大。温温度度再再提提高高，腐腐蚀蚀又又下下降降，可可是是到到350350附附近近又又急急骤骤增增加加。400400以以上上就就没没有有腐腐蚀蚀了了。腐腐蚀蚀部部位位主主要要为为常常压压炉炉和和减减压压炉炉出出口口、减减压压炉炉和和减减压压塔塔进进料料段段、焦焦化化分分馏馏塔塔等等。一一般般以以原原油油中中的的酸酸值值来来判判断断环环烷烷酸的含量。原油酸值大于酸的含量。原油酸值大于0

48、.5mgKOH/g(0.5mgKOH/g(原油原油)时即能引起设备腐蚀。时即能引起设备腐蚀。、高高温温硫硫化化氢氢腐腐蚀蚀：在在富富氢氢的的环环境境中中90%90%98%98%的的有有机机硫硫将将转转化化为为硫硫化化氢氢。在在氢氢的的促促时时下下可可使使H H2 2S S加加速速对对钢钢材材的的腐腐蚀蚀。其其腐腐蚀蚀产产物物不不像像在在无无氢氢环环境境生生成成物物那那样样致致密密、附附着着牢牢固固，具具有有一一定定保保护护性性。在在富富氢氢环环境境中中，原原子子氢氢能能不不断断侵侵入入硫硫化化物物垢垢层层中中，造造成成垢垢的的疏疏松松多多孔孔，使使金金属属原原子子和和H H2 2S S介介质质

49、得得以以互互相相扩扩散散渗渗透透，因因而而H H2 2S S的的腐腐蚀蚀就就不不断断进进行行。腐腐蚀蚀部部位位主主要要存存在在于于加加氢氢精精制制及及加加氢氢裂裂化化装装置置高高温温(300(300420)420)的的反反应应器器容容器器、加加热热炉炉管管及及工工艺艺管管线线。腐蚀形态为腐蚀形态为H H2 2S S对钢的化学腐蚀。对钢的化学腐蚀。7/15/202325高温压力容器的主要失效模式高温压力容器的主要失效模式 高高温温使使用用设设备备停停工工时时常常温温条条件件下下的的失失效效：石石化化企企业业中中的的中中高高温温容容器器存存在在着着各各种种各各样样的的腐腐蚀蚀形形态态，开开停停车车

50、时时，容容易易出出现现应应力力腐腐蚀蚀裂裂纹纹和和氢氢致致裂裂纹纹；当设备运行温度在露点以下时，可能产生各类露点腐蚀开裂。当设备运行温度在露点以下时，可能产生各类露点腐蚀开裂。连多硫酸腐蚀连多硫酸腐蚀 连连多多硫硫酸酸应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂是是在在停停工工和和检检修修期期间间发发生生的的。产产生生连连多多硫硫酸酸应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂、往往往往与与奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢的的晶晶间间腐腐蚀蚀密密切切相相关关。这这种种腐腐蚀蚀首首先先是是引引起起连连多多硫硫酸酸晶晶间间腐腐蚀蚀，接接着着引引起起连连多多硫硫酸酸应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂。所所以以在在形形貌貌上上开裂往往是晶间型的。开裂往往是晶

51、间型的。露点腐蚀露点腐蚀 、硝硝酸酸盐盐露露点点腐腐蚀蚀：催催化化裂裂化化装装置置掺掺炼炼的的常常渣渣油油、减减渣渣油油及及焦焦化化蜡蜡油油中中的的高高含含量量N N、S S，在在催催化化裂裂化化反反应应中中沉沉积积于于待待生生催催化化剂剂表表面面，在在催催化化再再生生过过程程中中，成成为为NONOX X和和SOSOX X等等酸酸性性气气体体且且通通过过设设备备隔隔热热衬衬里里的的缝缝隙隙进进入入到到设设备备金金属属器器壁壁内内壁壁，当当烟烟气气露露点点温温度度高高于于壁壁温温时时，烟烟气气中中的的水水蒸蒸汽汽凝凝结结成成水水，在内在内壁与壁与NONOX X、SOSOX X等形成含有硝酸盐的酸

52、性水溶液，产生硝酸盐露点腐蚀。等形成含有硝酸盐的酸性水溶液，产生硝酸盐露点腐蚀。、硫硫酸酸露露点点腐腐蚀蚀：以以重重油油或或含含硫硫瓦瓦斯斯为为燃燃料料的的装装置置，常常由由于于烟烟气气中中生生成成的的硫硫酸酸在在温温度度较较低低处处凝凝聚聚而而引引起起腐腐蚀蚀，通通常常称称为为硫硫酸酸露露点点腐腐蚀蚀。硫硫酸酸露露点点腐腐蚀蚀一一般般发发生生在在制制氢氢、催催化化裂裂化化等等装装置置的的加加热热炉炉、余余热热锅锅炉炉、空空气气预预热热器器及及烟烟道道、烟烟囱囱等等部部位位。主主要要形形态态为为硫硫酸酸露露点点腐腐蚀蚀穿穿孔孔失失效效。腐腐蚀蚀产产物物主要为硫化亚铁、硫酸亚铁、二氧化三铁、氧化

53、亚铁约占主要为硫化亚铁、硫酸亚铁、二氧化三铁、氧化亚铁约占80%80%。7/15/202326加氢裂化装置损伤形态加氢裂化装置损伤形态 1 1、氢氢损损伤伤：高高温温高高压压条条件件下下扩扩散散侵侵入入钢钢中中的的氢氢（氢氢原原子子、新新生生氢氢）与与钢钢中中不不稳稳定定的的碳碳化化物物起起反反应应生生成成甲甲烷烷，因因此此引引起起钢钢材材的的内内部部脱脱碳碳，即即FeFe3 3C+2HC+2H2 23Fe+CH3Fe+CH4 4，甲甲烷烷不不能能从从钢钢中中逸逸出出，聚聚集集在在晶晶界界及及其其附附近近的的空空隙隙、夹夹杂杂物物等等不不连连续续处处，以以此此为为起起点点形形成成甲甲烷烷空空隙

54、隙，形形成成微微小小裂裂缝缝和和鼓鼓泡泡，随随着着空空隙隙压压力力不不断断升升高高，就就有有可可能能导导致致钢钢材材的的延延性性和和韧韧性性显显著著下下降降，在在反反应应器器中中引引起起亚亚临临界界裂裂纹纹扩扩展展，甚甚至至引引起起脆脆性性破破坏坏。逐逐渐渐变变成成较较大大的的缝缝隙隙和和裂裂纹。氢的腐蚀是不可逆的。纹。氢的腐蚀是不可逆的。2 2、堆焊层表面裂纹堆焊层表面裂纹：不锈钢堆焊层金属的表面裂纹表现：不锈钢堆焊层金属的表面裂纹表现在表面产生并向母材方向扩展。堆焊层的表面裂纹一般出现在在表面产生并向母材方向扩展。堆焊层的表面裂纹一般出现在可能存在的三相应力的内件支撑表面，通常有以下特征：

55、可能存在的三相应力的内件支撑表面，通常有以下特征：、裂纹一般出现在热壁反应器的内部支撑凸台的部位；、裂纹一般出现在热壁反应器的内部支撑凸台的部位；、裂纹以环向裂纹和龟裂为主；、裂纹以环向裂纹和龟裂为主；、铁素体含量偏高或偏低的部位容易出现裂纹；、铁素体含量偏高或偏低的部位容易出现裂纹；、裂裂纹纹从从热热壁壁加加氢氢反反应应器器堆堆焊焊层层的的表表面面向向内内部部扩扩展展。扩扩展展较较为为严严重重表表面面裂裂纹纹会会穿穿透透347347堆堆焊焊层层，大大部部分分中中止止在在347347与与309309堆焊层的界面上，也有极少数裂纹会穿透堆焊层的界面上，也有极少数裂纹会穿透309309过渡层。过渡

56、层。7/15/202327 照片照片1 1 堆焊层裂纹宏观形貌堆焊层裂纹宏观形貌 3 3 照片照片2 2 堆焊层裂纹微观形貌堆焊层裂纹微观形貌 200200 3 3、连多硫酸应力腐蚀开裂连多硫酸应力腐蚀开裂 在临氢设备中，由连多硫酸（在临氢设备中，由连多硫酸（H H2 2S SX XO O6 6，X X3 36 6）引起不锈钢应力腐蚀开裂引起不锈钢应力腐蚀开裂更具危险性。在高温硫化氢和氢介质环境下生成的硫化铁在反应器停止运转更具危险性。在高温硫化氢和氢介质环境下生成的硫化铁在反应器停止运转或检修时，与出现的水分和空气中的氧发生反应生成了连多硫酸，一定的拉或检修时，与出现的水分和空气中的氧发生反

57、应生成了连多硫酸，一定的拉伸应力就可能引起奥氏体不锈钢开裂。伸应力就可能引起奥氏体不锈钢开裂。加氢裂化装置损伤形态加氢裂化装置损伤形态7/15/202328照片照片3 3 人孔顶盖密封槽底裂纹形貌人孔顶盖密封槽底裂纹形貌 6060 照片照片4 4 人孔顶盖密封槽底裂纹微观形貌人孔顶盖密封槽底裂纹微观形貌 200200 4 4、鉻钼钢的回火脆化鉻钼钢的回火脆化 CrCrMoMo钢长时间地保持在钢长时间地保持在325325575575或在该温度范围缓慢地冷却时，出或在该温度范围缓慢地冷却时，出现的材料损坏、性能劣化的现象，通常称之为高温回火脆化。它产生的主要现的材料损坏、性能劣化的现象，通常称之为

58、高温回火脆化。它产生的主要原因是由于钢中的微量不纯元素在原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降。原因是由于钢中的微量不纯元素在原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降。其特征是沿晶破坏形态、冲击韧性的降低和脆性转变温度向高温侧迁移。除其特征是沿晶破坏形态、冲击韧性的降低和脆性转变温度向高温侧迁移。除化学成分影响外，热处理工艺、加工工艺、强度大小、塑性变形、碳化物形化学成分影响外，热处理工艺、加工工艺、强度大小、塑性变形、碳化物形态、使用时的操作温度等许多因素也都会影响到材料的回火脆性。回火脆化态、使用时的操作温度等许多因素也都会影响到材料的回火脆性。回火脆化是可逆的，将脆化的材料加热到是可逆的，将脆化的

59、材料加热到600600以上急冷，钢材可以恢复原来的韧性；以上急冷，钢材可以恢复原来的韧性；但一旦产生裂纹则是不可逆的。但一旦产生裂纹则是不可逆的。加氢裂化装置损伤形态加氢裂化装置损伤形态7/15/202329 5 5、堆焊层剥离、堆焊层剥离 剥离现象产生属于氢脆的范围，堆焊层和母材之间的界面在正常操作过剥离现象产生属于氢脆的范围，堆焊层和母材之间的界面在正常操作过程中积累了比二侧多得多的氢，停工冷却时来不及逸出被冻在界面上。且冷程中积累了比二侧多得多的氢，停工冷却时来不及逸出被冻在界面上。且冷却后的反应器氢不断往界面处浓缩，产生很大的垂直应力，有人测试过大约却后的反应器氢不断往界面处浓缩，产生

60、很大的垂直应力，有人测试过大约有有14kg/mm14kg/mm2 2的垂直应力。加上两者金属的热膨胀系数之差，在冷却时内壁比的垂直应力。加上两者金属的热膨胀系数之差，在冷却时内壁比外壁降温快，产生大的切向应力。由于材料氢脆现象等因素的叠加，在比较外壁降温快，产生大的切向应力。由于材料氢脆现象等因素的叠加，在比较薄弱的部位产生剥离。不锈钢堆焊层的剥离裂纹具有以下特征薄弱的部位产生剥离。不锈钢堆焊层的剥离裂纹具有以下特征 、剥离裂纹出现在不锈钢堆焊层与母材熔合面的堆焊层一侧，沿着生、剥离裂纹出现在不锈钢堆焊层与母材熔合面的堆焊层一侧，沿着生长在熔合面上粗大奥氏体晶粒的晶界形成和发展，其性质属氢脆断

61、口。长在熔合面上粗大奥氏体晶粒的晶界形成和发展，其性质属氢脆断口。、两条焊道的搭接部位为剥离裂纹最容易出现的部位，剥离裂纹大多、两条焊道的搭接部位为剥离裂纹最容易出现的部位，剥离裂纹大多为片状，且基本平行于堆焊层的熔合面。为片状，且基本平行于堆焊层的熔合面。、堆焊层剥离裂纹的产生与热壁加氢反应器的制造和使用过程息息相、堆焊层剥离裂纹的产生与热壁加氢反应器的制造和使用过程息息相关，制造中影响堆焊层剥离的因素包括堆焊材料，焊接工艺，热处理等，使关，制造中影响堆焊层剥离的因素包括堆焊材料，焊接工艺，热处理等，使用中影响因素主要为操作工况。用中影响因素主要为操作工况。加氢裂化装置损伤形态加氢裂化装置损

62、伤形态7/15/202330安全评估与寿命预测技术进展安全评估与寿命预测技术进展 七十年代，合肥通用所、北京钢铁研究总院、浙江大学等单位率先将断裂力学七十年代，合肥通用所、北京钢铁研究总院、浙江大学等单位率先将断裂力学用于在用压力容器的缺陷评估与寿命预测，进行了大量的试验研究和国外规范的消用于在用压力容器的缺陷评估与寿命预测，进行了大量的试验研究和国外规范的消化。并编制了我国第一部压力容器缺陷评定规范化。并编制了我国第一部压力容器缺陷评定规范CVDA-1984CVDA-1984，该规范与国外同期的该规范与国外同期的缺陷评定规范（如日本缺陷评定规范（如日本WES-2805WES-2805、英国英

63、国BS-PD6493BS-PD6493、国际焊接学会国际焊接学会IIW-X-749-74IIW-X-749-74等）等）一样都是建立在以一样都是建立在以D-MD-M模型和宽板试验为基础的模型和宽板试验为基础的CODCOD设计曲线基础之上，只是在应变设计曲线基础之上，只是在应变水平接近材料屈服应变值时，水平接近材料屈服应变值时，CVDACVDA的设计曲线更加安全。的设计曲线更加安全。CVDACVDA主要针对非高应变区的裂纹状缺陷，对体积型缺陷如气孔、夹渣以及接管主要针对非高应变区的裂纹状缺陷，对体积型缺陷如气孔、夹渣以及接管高应变区缺陷的评估显得过于保守。高应变区缺陷的评估显得过于保守。“七五七

64、五”攻关期间，劳动部锅检中心与合肥通攻关期间，劳动部锅检中心与合肥通用所共同对含凹坑、气孔、夹渣等体积型缺陷的压力容器安全性进行了重点研究。用所共同对含凹坑、气孔、夹渣等体积型缺陷的压力容器安全性进行了重点研究。“八五八五”攻关期间，劳动部锅检中心、合肥通用所、华东理工大学、北京航天大学、攻关期间，劳动部锅检中心、合肥通用所、华东理工大学、北京航天大学、清华大学等单位在清华大学等单位在J J积分失效评定曲线和通用失效评定曲线为基础的断裂评定方法积分失效评定曲线和通用失效评定曲线为基础的断裂评定方法研究方面、体积型缺陷极限载荷与安定性分析评估技术研究方面、接管高应变区缺研究方面、体积型缺陷极限载

65、荷与安定性分析评估技术研究方面、接管高应变区缺陷安全评估方法及综合安全状况等级评定研究等方面取得重大突破。制定新国标。陷安全评估方法及综合安全状况等级评定研究等方面取得重大突破。制定新国标。为管检规及容检规奠定技术基础。为管检规及容检规奠定技术基础。GB/T19624-04GB/T19624-04在用含缺陷压力容器安全评定在用含缺陷压力容器安全评定对体积性缺陷评定采用了极限对体积性缺陷评定采用了极限载荷与安全性分析为基础的研究成果，对平面缺陷断裂评定采用三级技术路线。载荷与安全性分析为基础的研究成果，对平面缺陷断裂评定采用三级技术路线。1 1级评定也称初级评定或筛选评定。级评定也称初级评定或筛

66、选评定。2 2级评定又称常规评定。级评定又称常规评定。3 3级评定又称高级评定，采用级评定又称高级评定，采用EPRIEPRI工程优化方法，直接采用工程优化方法，直接采用J J积分为撕裂参量，积分为撕裂参量，可以实现从起裂，至有限量撕裂，直至撕裂失稳的全过程断裂分析。三级评定中评可以实现从起裂，至有限量撕裂，直至撕裂失稳的全过程断裂分析。三级评定中评定级别越低，则越保守。定级别越低，则越保守。但是由于但是由于“八五八五”攻关课题没有开展对压力容器材料损伤、高温和介质腐蚀环攻关课题没有开展对压力容器材料损伤、高温和介质腐蚀环境影响的研究，因此大大限制了解决实际问题的能力。境影响的研究，因此大大限制了解决实际问题的能力。7/15/202331安全评估与寿命预测技术进展安全评估与寿命预测技术进展 4 4、“九五九五”开展开展在用重要压力容器寿命预测技术研究在用重要压力容器寿命预测技术研究课题，重点课题，重点考虑介质腐蚀和工艺环境对压力容器安全性的影响。考虑介质腐蚀和工艺环境对压力容器安全性的影响。在用压力容器抗应力腐蚀开裂技术研究；在用压力容器抗应力腐蚀开裂技术研究；在用压力容器在典型介质中腐