【文章內容簡介】 相應力的內件支撐表面，通常有以下特征： ① 、裂紋一般出現(xiàn)在熱壁反應器的內部支撐凸臺的部位； ② 、裂紋以環(huán)向裂紋和龜裂為主； ③ 、鐵素體含量偏高或偏低的部位容易出現(xiàn)裂紋； ④ 、裂紋從熱壁加氫反應器堆焊層的表面向內部擴展 。擴展較為嚴重表面裂紋會穿透 347堆焊層，大部分中止在 347與 309堆焊層的界面上，也有極少數(shù)裂紋會穿透 309過渡層。 Date 31 照片 1 堆焊層裂紋宏觀形貌 3 照片 2 堆焊層裂紋微觀形貌 200 連多硫酸應力腐蝕開裂 在臨氫設備中，由連多硫酸（ H2SXO6， X＝ 3～ 6） 引起不銹鋼應力腐蝕開裂更具危險性。 在 高溫硫化氫 和氫介質 環(huán)境下生成的硫化鐵在反應器停止運轉或檢修時，與出現(xiàn)的水分和空氣中的氧發(fā)生反應生成了連多硫酸，一定的拉伸應力就可能引起奧氏體不銹鋼開裂。 加氫裂化裝置損傷形態(tài)加氫裂化裝置損傷形態(tài)Date 32照片 3 人孔頂蓋密封槽底裂紋形貌 60 照片 4 人孔頂蓋密封槽底裂紋微觀形貌 200鉻鉬鋼的回火脆化 Cr－ Mo鋼長時間地保持在 325～ 575℃ 或在該溫度范圍緩慢地冷卻時，出現(xiàn)的材料損壞、性能劣化的現(xiàn)象，通常稱之為高溫回火脆化。它產生的主要原因是由于鋼中的微量不純元素在原奧氏體晶界偏析，使晶界凝集力下降。其特征是沿晶破壞形態(tài)、沖擊韌性的降低和脆性轉變溫度向高溫側遷移。除化學成分影響外，熱處理工藝、加工工藝、強度大小、塑性變形、碳化物形態(tài)、使用時的操作溫度等許多因素也都會影響到材料的回火脆性?；鼗鸫嗷强赡娴模瑢⒋嗷牟牧霞訜岬?600℃ 以上急冷，鋼材可以恢復原來的韌性；但一旦產生裂紋則是不可逆的。 加氫裂化裝置損傷形態(tài)加氫裂化裝置損傷形態(tài)Date 33 堆焊層剝離 剝離現(xiàn)象產生屬于氫脆的范圍，堆焊層和母材之間的界面在正常操作過程中積累了比二側多得多的氫，停工冷卻時來不及逸出被凍在界面上。且冷卻后的反應器氫不斷往界面處濃縮，產生很大的垂直應力，有人測試過大約有 14kg/mm2的垂直應力。加上兩者金屬的熱膨脹系數(shù)之差，在冷卻時內壁比外壁降溫快，產生大的切向應力。由于材料氫脆現(xiàn)象等因素的疊加，在比較薄弱的部位產生剝離。不銹鋼堆焊層的剝離裂紋具有以下特征 ① 、剝離裂紋出現(xiàn)在不銹鋼堆焊層與母材熔合面的堆焊層一側，沿著生長在熔合面上粗大奧氏體晶粒的晶界形成和發(fā)展，其性質屬氫脆斷口。 ② 、兩條焊道的搭接部位為剝離裂紋最容易出現(xiàn)的部位，剝離裂紋大多為片狀，且基本平行于堆焊層的熔合面。 ③ 、堆焊層剝離裂紋的產生與熱壁加氫反應器的制造和使用過程息息相關，制造中影響堆焊層剝離的因素包括堆焊材料，焊接工藝，熱處理等，使用中影響因素主要為操作工況。加氫裂化裝置損傷形態(tài)加氫裂化裝置損傷形態(tài)Date 34壓力容器無損檢測技術進展壓力容器無損檢測技術進展 檢測能力、檢測精度、檢測范圍的拓寬和發(fā)展：其主要目的就是消除無損檢測的檢測死角，提高檢測的有效性。 ① 、臨氫環(huán)境下氫致裂紋、堆焊層下再熱裂紋、氫致剝離等缺陷超聲波檢測； ② 、壓力容器焊縫和部件高溫檢測、高溫探頭的研制和高溫耦合劑的研制； ③ 、多層熱套和多層包扎壓力容器超聲檢測； ④ 、壓力容器接管角焊縫的超聲檢測； ⑤ 、實時成象技術； ⑥ 紅外檢測技術； ⑦渦流檢測技術； ⑧ 、粗晶材料檢測技術。 無損檢測可靠性的試驗研究和評價 對檢測結果如何評價，可信度如何，產生第一判斷錯誤和第二判斷錯誤的幾率，以根據(jù)壓力容器的重要程度來確定合適的風險系數(shù)。 對缺陷三維方向尺寸的測定，尤其是缺陷自身高度的測定直接涉及到缺陷斷裂力學計算和缺陷安全評定結果的可信度，因些更應予以高度重視。 ① 、 TOFD技術； ② 、聚焦、窄脈沖探頭研制； ③ 、各種超聲檢測方法的試驗研究。、 利用信號分析和處理從聲信號中獲取更多的缺陷信息：目前用于無損檢測信號分析處理的參數(shù)已不僅是時域和頻域信號，而且包括幅域、相域和倒頻域信號等，對缺陷的評價參數(shù)種類愈透徹，判斷就愈準確，因此今后必然要對這方面難予更大的注意。 ① 、聲發(fā)射技術； ② 、導波技術； ③ 聲全息技術等。Date 35安全評估與壽命預測技術進展安全評估與壽命預測技術進展n 七十年代，合肥通用所、北京鋼鐵研究總院、浙江大學等單位率先將斷裂力學用于在用壓力容器的缺陷評估與壽命預測，進行了大量的試驗研究和國外規(guī)范的消化。并編制了我國第一部壓力容器缺陷評定規(guī)范 CVDA1984， 該規(guī)范與國外同期的缺陷評定規(guī)范（如日本 WES280 英國 BSPD649 國際焊接學會 IIWX74974等）一樣都是建立在以 DM模型和寬板試驗為基礎的 COD設計曲線基礎之上，只是在應變水平接近材料屈服應變值時， CVDA的設計曲線更加安全。n CVDA主要針對非高應變區(qū)的裂紋狀缺陷 ，對體積型缺陷如氣孔、夾渣以及接管高應變區(qū)缺陷的評估顯得過于保守。 “ 七五 ” 攻關期間，勞動部鍋檢中心與合肥通用所共同對 含凹坑、氣孔、夾渣等體積型缺陷的壓力容器安全性進行了重點研究?！?八五 ” 攻關期間，勞動部鍋檢中心、合肥通用所、華東理工大學、北京航天大學、清華大學等單位在 J積分失效評定曲線和通用失效評定曲線為基礎的斷裂評定方法研究方面、體積型缺陷極限載荷與安定性分析評估技術研究方面、接管高應變區(qū)缺陷安全評估方法及綜合安全狀況等級評定研究 等方面取得重大突破。 制定新國標。為管檢規(guī)及容檢規(guī)奠定技術基礎。n GB/T1962404《 在用含缺陷壓力容器安全評定 》 對體積性缺陷評定采用了極限載荷與安全性分析為基礎的研究成果，對平面缺陷斷裂評定采用三級技術路線。n 1級評定也稱初級評定或篩選評定。 2級評定又稱常規(guī)評定。n 3級評定又稱高級評定，采用 EPRI工程優(yōu)化方法，直接采用 J積分為撕裂參量，可以實現(xiàn)從起裂，至有限量撕裂，直至撕裂失穩(wěn)的全過程斷裂分析。三級評定中評定級別越低，則越保守。n 但是 由于 “ 八五 ” 攻關課題沒有開展對壓力容器材料損傷、高溫和介質腐蝕環(huán)境影響的研究，因此大大限制了解決實際問題的能力。 Date 36安全評估與壽命預測技術進展安全評估與壽命預測技術進展 “ 九五 ” 開展 《 在用重要壓力容器壽命預測技術研究 》 課題，重點考慮介質腐蝕和工藝環(huán)境對壓力容器安全性的影響。 ⑴ 在用壓力容器抗應力腐蝕開裂技術研究； ⑵ 在用壓力容器在典型介質中腐蝕疲勞剩余壽命評估技術研究； ⑶ 典型臨氫裝置的氫損傷評定與壽命預測技術； ⑷ 應變疲勞剩余壽命技術研究； ⑸ 實用延壽技術研究，將表面技術用于壓力容器的延壽領域，利用表面改性、表面涂、鍍、覆技術隔離或減緩介質環(huán)境對壓力容器的作用。 1998～ 2022年，合肥通用機械研究所、鍋檢中心、華東理工大學、浙江工業(yè)大學等單位應用專題組的研究成果，對二十余家大型企業(yè)的近千臺帶缺陷壓力容器進行了安全評估，尤其是對四十余臺高溫高壓臨氫環(huán)境下壓力容器，百余臺濕 H2S環(huán)境及無水液氨環(huán)境下壓力容器，二十余臺硝酸鹽環(huán)境下催化再生器等重要容器的安全評估與綜合延壽技術應 用取得了重大進展。 目前 安全評估與壽命預測技術進展已不單純是缺陷安全評價的概念，和過去處理問題的性質不同，是目前在用鍋爐 、 壓力容器和壓力管道在用檢驗的基礎，承壓設備檢驗周期和安全狀況等級評定等內容已經(jīng)深深地溶合在一起。（管檢規(guī)，容檢規(guī)）Date 37檢驗方案檢驗方案 ⑴ 設備的基本參數(shù)：主要包括設計壓力、使用壓力、設計溫度、使用溫度、容器結構規(guī)格、材質、使用介質、容器類別、保溫層。 ⑵ 檢驗依據(jù)： ① 、壓力容器標準體系 ② 、有關的壓力容器安全法規(guī) ⑶ 檢驗準備： ⑷ 檢驗質保體系： ① 、質保體系人員情況： ② 、質保體系有效運轉。 ⑸ 原始資料審查：設計文件圖紙、材料質保書、制造質保書、安裝質保書、使用工況、實際工藝參數(shù)、歷次檢驗報告、修理改造記錄和歷次事故處理報告。 ⑹ 宏觀檢驗：Date 38檢驗方案檢驗方案 ⑺ 超聲測厚 (高溫定點測厚 ) ⑻ 無損檢測：目前壓力容器行業(yè)強制性使用 JB 473094標準，包括五大常規(guī)檢測方法。目前正在修訂，擬包括鍋爐、壓力容器和壓力管道部分。 ⑼ 材料檢驗 : 化學成份、金相檢驗、硬度、鐵素體含量檢驗、晶間腐蝕試驗、能譜試驗、光譜試驗、 X、 J系數(shù)測定、裂紋斷口取樣等。 ⑽ 強度校核： GB150、 JB4732標準等產品標準。 ⑾ 缺陷評定 ⑿ 缺陷處理 ⒀ 水壓試驗：耐壓試驗是利用水或其他的加壓介質，采用比設計壓力高的試驗壓力對壓力容器的焊縫、接管和母材進行一次綜合性評價，以驗證其整體強度是否滿足設計要求（ 對 3Cr－ 1Mo材料制容器要特別慎重 ）。 ⒁ 氣密性試驗 ⒂ 安全附件檢驗（檢驗單位校驗或是用戶自行處理）。 ⒃ 安全狀況等級和檢驗周期的確定（容檢規(guī)）Date 39不銹鋼堆焊層表面裂紋的檢驗不銹鋼堆焊層表面裂紋的檢驗 對于不銹鋼堆焊金屬表面裂紋的檢驗，主要采用目視和滲透檢測。首先應找出返修部位，并對 返修部位和其它典型部位進行鐵素體含量分析 。 (3％ ～ 10%.) 對于鐵素體含量較高和返修部位應作為滲透檢測的重點 (滲透檢測最好使用核級滲透劑 )。 首先要去掉堆焊層表面的硬垢，然后 做 PT， 有時一般的著色檢查無法發(fā)現(xiàn)，只有用熒光檢查才比較有效。 如果裂紋較小，則用一般的 PT檢查方法檢不出來，除非等到下個檢驗周期裂紋擴展了才能發(fā)現(xiàn)。因此在反應器投用前仔細檢查有無制造遺留缺陷，在以后歷次檢查應以宏觀目測檢查和 PT檢查為主，發(fā)現(xiàn)裂紋之后應輕輕打磨去除，不要用硬砂輪打磨，以防止產生新的裂紋。 如有必要可利用金相檢驗檢出滲透檢測無法發(fā)現(xiàn)的微裂紋。對于較深的裂紋可采用超聲方法確定裂紋的深度 (擴展到界面的裂紋應重點予以核查 )并進行安全分析。 由于 焊接 返修工藝比較難控制 ，一般不進行返修 。 Date 40不銹鋼堆焊層剝離裂紋的檢驗不銹鋼堆焊層剝離裂紋的檢驗 堆焊層檢驗國內已有成熟的經(jīng)驗，堆焊層下可能進入母材的裂紋探傷技術也在不斷的改進 ， 2mm深的裂紋可以較準確地探出。剝離裂紋的檢驗主要采用超聲波方法，一般從筒體外壁采用單晶直探頭，也可以從堆焊層一側采用雙晶直探頭來檢測。但需要精確定位定量時，應從堆焊層一側采用雙晶直探頭來測定。 對于剝離缺陷通常應記錄缺陷面積（長 寬）和缺陷的準確位置，以便在使用時進行監(jiān)控和與以后的開罐檢驗結果進行對比。 檢測堆焊層和基板的未結合，采用 JB4730標準的 T3型試塊。 檢測應從基板或堆焊層一側進行。如對檢測結果有懷疑時，也可從另一側進行補充檢測。采用雙晶直探頭檢測時應在工件表面按 90176。 方向進行兩次掃查。 Date 41熱壁加氫反應器主焊縫的檢驗熱壁加氫反應器主焊縫的檢驗 ⑶⑶