JR-202加氫反應(yīng)器接管材料的應(yīng)力腐蝕開裂研究.pdf

1、加氫反應(yīng)器作為PTA精制裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的安全性影響著整套裝置的安全。然而，由于長(zhǎng)期在高溫、高壓、臨氫的環(huán)境中運(yùn)行，加氫反應(yīng)器材料面臨著腐蝕破壞等問(wèn)題，給正常生產(chǎn)造成安全隱患。因此對(duì)其進(jìn)行腐蝕破壞及機(jī)械性能研究有著極其重要的意義。
　　 揚(yáng)子石化公司PTA(精對(duì)苯二甲酸)生產(chǎn)過(guò)程中，JR-202加氫反應(yīng)器的不銹鋼氫氣接管連接部位出現(xiàn)環(huán)向裂紋和縱向裂紋，而且接管內(nèi)壁存在多條軸向裂紋，經(jīng)過(guò)分析，確定開裂與在線堿洗引起的應(yīng)力腐

2、蝕開裂有關(guān)。
　　 針對(duì)這種開裂現(xiàn)象，本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究并得到有關(guān)結(jié)論。
　　 (1)依據(jù)加氫反應(yīng)器氫氣接管所處的實(shí)際工況，選擇316L奧氏體不銹鋼作為研究材料，考慮加氫反應(yīng)器在線堿洗的工藝參數(shù)，采用慢應(yīng)變速率試驗(yàn)法來(lái)研究316L不銹鋼在高溫低濃度堿環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕開裂行為，分析溶液溫度、NaOH濃度以及應(yīng)變速率對(duì)316L奧氏體不銹鋼斷裂的影響，并借助手掃描電鏡進(jìn)一步分析了該材料在試驗(yàn)環(huán)境下的微觀斷裂特征。研究

3、結(jié)果表明，316L不銹鋼在較慢的應(yīng)變速率(1×10-6s-1)情況下，當(dāng)NaOH濃度相同時(shí)，隨著溫度升高，最大斷裂應(yīng)力、延伸率以及斷裂時(shí)間呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明溫度會(huì)加劇應(yīng)力腐蝕開裂；而在相同溫度下，NaOH濃度提高，應(yīng)力腐蝕開裂亦變得更加嚴(yán)重，這說(shuō)明溶液溫度和NaOH濃度是影響316L不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的重要因素。
　　 (2)基于加氫反應(yīng)器氫氣接管材料選擇的考慮，對(duì)比316L、304L及敏化304L不銹鋼在高溫低濃度堿環(huán)境下的

4、應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。通過(guò)綜合比較不同溶液溫度、NaOH濃度和拉伸速率下兩種奧氏體不銹鋼的斷裂性能，得到316L不銹鋼在高溫堿環(huán)境下抗應(yīng)力腐蝕敏感性優(yōu)于304L不銹鋼，并隨著溶液溫度和NaOH濃度的增加，這種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)更為明顯。
　　 (3)針對(duì)氫氣接管所處的臨氫環(huán)境，建立一套電解充氫裝置，304L不銹鋼試樣進(jìn)行電化學(xué)充氫試驗(yàn)，隨后進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)以及沖擊試驗(yàn)，對(duì)比304L不銹鋼在氫環(huán)境下的開裂敏感性以及充氫后機(jī)械性能變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果