石油化工行业加氢反应器主要损伤类型及主要因素，一般人不知道！

石油化工行业加氢反应器主要损伤类型及主要因素，一般人不
知道！
加氢反应器是加氢装置的核心设备。

其操作条件相当苛刻。

技术难度大，制造技术要求高，造价昂贵。

所以人们对它备无论在设计上还是使用上都给予极大的重视。

反应器的设计和制造成功，在某种意义上说是体现一个国家石油化工技术水平的重要标志之一。

1. 温氢腐蚀
①高温氢腐蚀形式
内部脱碳与开裂，表面脱碳不产生裂纹，表面脱碳的影响一般很轻，其钢材的强度和硬度局部有所下降而延性提高。

内部脱碳是由于氢扩散侵入到钢中发生反应生成甲烷，即Fe3C+2H2→CH4+ 3Fe 。

甲烷聚集于晶界空穴和夹杂物附近，形成很高的局部应力，使钢材产生龟裂、裂纹或鼓泡，并使钢材强度和韧性显著下降。

由于这种损伤是发生化学反应的结果，所以它具有不可逆的性质，也称永久脆化现象。

其实际的进展是甲烷气泡在晶界形核、成长及气泡串通产生晶间微裂纹，最终这些微裂纹能够连通而形成断裂通道。

这里要引出一个“孕育期”(或称潜伏期)的概念。

就是对于处在形成甲烷气泡，但成长速度缓慢且没有串通的阶段，钢材的力学性能不发生明显改变的这段时间称为“孕育期”。

“孕育期”的概念对于工程上的应用是非常重要的。

它可被用来确定设备和管道所采用的钢材的大致安全使用时间。

“孕育期”的长短取决于许多因素，包括钢种、氢压、温度、冷作程度、杂质元素含量和作用应力等。

② 影响高温氢腐蚀的主要因素
温度、压力和暴露时间的影响；合金元素和杂质元素的影响；热处理的影响；应力的影响。

加氢反应器
2. 氢脆
①氢脆现象的特征
所谓氢脆，是由于氢残留在钢中所引起的脆化现象。

产生了氢脆的钢材，其延伸率和断面收缩率显著下降。

氢脆是可逆的，也称作一次脆化现象。

氢脆发生的温度一般在150 ℃以下。

所以，实际装置中氢脆损伤往往都是发生在装置停工过程的低温阶段。

②防止产生氢脆的有关要点
氢脆的敏感性一般是随钢材强度的提高而增加；钢的显微组织对氢脆也有影响。

钢材的氢脆化程度与钢中的氢含量密切相关( 可以认为，在可能发生氢脆的温度下，会存在着不引起亚临界裂纹扩展的氢浓度，称之为安全氢浓度。

它与钢材的强度水平、裂纹尖端的拉应力大小以及裂纹的几何尺寸有关)
对于操作在高温高压氢环境下的反应器，在操作状态下，器壁中会吸收一定量的氢。

在停工的过程中，若冷却速度太快，使吸藏的氢来不及扩散出来，造成过饱和氢残留在器壁内，就有可能引起亚临界裂纹扩展，对设备的安全使用带来威胁。

③为避免氢脆发生，可注意以下要点：
钢材强度不要超过设计规定值。

且要注意降低焊接热影响区的硬
度(2¼Cr-1Mo钢应控制≤220HB)；通过无损检测消除宏观缺陷；消除残余应力使负荷应力降低。

在加氢反应器等临氢设备中还存在不锈钢氢脆损伤的现象(有的还兼有σ相脆化)，其部位多发生在反应器催化剂支持圈的角焊缝上以及法兰梯型槽密封面的槽底拐角处。

防止此类损伤的发生，主要应从结构设计上、制造过程中和生产操作方面采取如下措施：
尽量减少应变幅度，降低热应力和避免应力集中；
尽量保持Tp.347堆焊金属或焊接金属有较高的延性；
装置停工时尽量使钢中吸藏的氢释放出去；
尽量避免非计划的紧急停工。

加氢反应器
3. 高温硫化氢腐蚀
加氢装置中的高温硫化氢腐蚀是指H2S在氢气流中对设备和管道的腐蚀。

硫化氢和氢共存条件下，比硫化氢单独存在时对钢材产生的腐蚀还要更为剧烈和严重。

其腐蚀速度一般随着温度的升高而增加。

影响高温硫化氢腐蚀的主要因素是温度和H2S浓度。

一般来说，温度是影响腐蚀速率的主要因素。

不过，在较低的H2S浓度下，浓度比起温度来更显突出。

4. 连多硫酸应力腐蚀开裂
①连多硫酸应力腐蚀开裂特征与起因
连多硫酸(H2SxO6，X=3～6)应力腐蚀开裂也属硫化物应力腐蚀开裂，一般为晶间裂纹。

连多硫酸的形成是由于设备在含有高温硫化氢的气氛下操作时生成了硫化铁，而当设备停止运转或停工检修时，
它与出现的水份和进入设备内的空气中的氧发生反应的结果。

② 防止对策
在设计上要选用合适的材料。

同时结构设计上应尽量避免有应力集中的结构。

制造上要尽量消除或减轻由于冷加工和焊接引起的残余应力，并注意加工成不形成应力集中或应力集中尽可能小的结构。

加氢反应器
5. 钼钢的回火脆性损伤
①铬-钼钢回火脆性现象及其特征
铬-钼钢的回火脆性是将钢材长时间地保持在325℃～575℃或者从这温度范围缓慢地冷却时，其材料的断裂韧性就引起劣化损伤的现象。

它产生的原因是由于钢中的杂质元素和某些合金元素向原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降所至。

回火脆性对于抗拉强度和延伸率来说，几乎没有反映，主要是在进行冲击性能试验时才能观测到很大的变化。

材料一旦发生回火脆性，就使延脆性转变温度向高温侧迁移。

②影响回火脆性的主要因素
影响回火脆性的主要因素很多，如化学成分、制造时的热处理条件、加工时的热状态、强度大小、塑性变形、碳化物的形态、使用时所保持的温度等等。

而且有些因素相互间还有关连，情况较为复杂。

加氢反应器
6. 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离
①堆焊层氢致剥离现象的特征
从宏观上看，剥离的路径是沿着堆焊层和母材的界面扩展的，在不锈钢堆焊层与母材之间呈剥离状态，故称剥离现象，从微观上看，剥离裂纹发生的典型状态有沿着熔合线上所形成的碳化铬析出区和沿着长大的奥氏体晶界扩展的两大类。

②剥离现象产生的主要原因
a)由于制作反应器本体材料的Cr-Mo钢和堆焊层用的奥氏体不锈钢具有不同的氢溶解度和扩散速度，使堆焊层过渡区的堆焊层侧出现了很高的氢浓度；
b)由于母材和堆焊层材料的线膨胀系数差别较大，在界面上存在着相当可观的残余应力；
c)由于制造中进行焊后热处理，在境界层上可能会形成沿融合层生长的粗大结晶。

③影响堆焊层氢致剥离的主要因素
除金属材料本身的因素外，环境条件和制造工艺都将对堆焊层氢致剥离产生影响。

a)环境条件：操作温度、氢分压、冷却速度、反复加热冷却的循环次数。

b)制造工艺：主要是焊接方法、焊接条件和焊后热处理的影响。

以上就是加氢反应器常出现的问题分析，欢迎各位行业内的大佬批评指导，如果您喜欢小编总结的话，欢迎点击一下“关注”，您的关注是对小编最大的支持！。