JR-202加氫反應器接管材料的應力腐蝕開裂研究.pdf

1、加氫反應器作為PTA精制裝置中的關鍵設備，其運行的安全性影響著整套裝置的安全。然而，由于長期在高溫、高壓、臨氫的環(huán)境中運行，加氫反應器材料面臨著腐蝕破壞等問題，給正常生產(chǎn)造成安全隱患。因此對其進行腐蝕破壞及機械性能研究有著極其重要的意義。
　　 揚子石化公司PTA(精對苯二甲酸)生產(chǎn)過程中，JR-202加氫反應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)過分析，確定開裂與在線堿洗引起的應力腐

2、蝕開裂有關。
　　 針對這種開裂現(xiàn)象，本文從以下幾個方面進行了研究并得到有關結(jié)論。
　　 (1)依據(jù)加氫反應器氫氣接管所處的實際工況，選擇316L奧氏體不銹鋼作為研究材料，考慮加氫反應器在線堿洗的工藝參數(shù)，采用慢應變速率試驗法來研究316L不銹鋼在高溫低濃度堿環(huán)境下的應力腐蝕開裂行為，分析溶液溫度、NaOH濃度以及應變速率對316L奧氏體不銹鋼斷裂的影響，并借助手掃描電鏡進一步分析了該材料在試驗環(huán)境下的微觀斷裂特征。研究

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

4、應力腐蝕開裂敏感性。通過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)勢表現(xiàn)更為明顯。
　　 (3)針對氫氣接管所處的臨氫環(huán)境，建立一套電解充氫裝置，304L不銹鋼試樣進行電化學充氫試驗，隨后進行室溫拉伸試驗以及沖擊試驗，對比304L不銹鋼在氫環(huán)境下的開裂敏感性以及充氫后機械性能變化。實驗結(jié)果