壓力容器高溫氫腐蝕的超聲波檢測(cè)與分析.pdf

1、在高溫高壓條件下，化工行業(yè)、石油煉制、石油化工、煤化工等某些臨氫設(shè)備容易受到氫的侵蝕。其中高溫氫腐蝕是典型的損傷之一，它的危害性很大，嚴(yán)重影響到設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了很大的威脅。
　　 本文結(jié)合前期本小組高溫氫腐蝕試驗(yàn)的研究成果，將20號(hào)鋼和Q345R兩種材料的試塊置于450℃、18MPa的氫分壓環(huán)境下充氫18小時(shí)，通過超聲波衍射時(shí)差法(Time of flight diffraction，TOFD)、波速比法

2、、測(cè)厚法等超聲檢測(cè)的方法結(jié)合宏觀檢測(cè)，微觀金相組織觀察，硬度測(cè)試來對(duì)氫腐蝕程度進(jìn)行表征和評(píng)價(jià)，并與充氫36小時(shí)和80小時(shí)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，總結(jié)出腐蝕程度與充氫時(shí)間的關(guān)系，提出利用超聲的方法來對(duì)高溫氫腐蝕進(jìn)行檢測(cè)，并將該方法運(yùn)用到工程實(shí)際中。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 (1)試樣在經(jīng)過18小時(shí)、36小時(shí)、80小時(shí)腐蝕后，試樣經(jīng)歷了表面從幾無變化、出現(xiàn)密集鼓泡、出現(xiàn)裂紋的過程，腐蝕程度逐步加深。
　　 (2)隨腐

3、蝕時(shí)間增加，試樣依次出現(xiàn)表面脫碳、近表面完全脫碳、晶界上顯微裂紋。
　　 (3)充氫時(shí)間越長(zhǎng)，材料性能下降越大，硬度值降低越明顯。
　　 (4)試樣在腐蝕后均出現(xiàn)“增厚”現(xiàn)象，隨著充氫時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕程度不斷加重。
　　 (5)隨著充氫時(shí)間的延長(zhǎng)，橫縱波波速比不斷升高。充氫18小時(shí)后波速比變化不大，在氫腐蝕的早期階段；充氫36小時(shí)后的波速比數(shù)值超過了0.55，材料已經(jīng)發(fā)生了氫腐蝕；充氫80小時(shí)后波速比在0.57左

4、右，腐蝕程度進(jìn)一步加深。
　　 (6)發(fā)生氫腐蝕后，TOFD掃描直通波發(fā)生了時(shí)間延遲，縱波的聲速變慢，通過分析圖像直通波位置的變化，可以定量給出縱波聲速的數(shù)值。從計(jì)算出得數(shù)值中我們可以看出充氫80小時(shí)后縱波降低的程度最為明顯，充氫18小時(shí)波速變化幅度很小。
　　 (7)充氫時(shí)間越長(zhǎng)，試樣的腐蝕越嚴(yán)重，超聲波衰減也越嚴(yán)重。
　　 (8)20號(hào)鋼和Q345R材料在450℃、18MPa氫分壓的環(huán)境中進(jìn)行充氫腐蝕，性能劣