Page 37 - 理化检验-物理分册2022年第十期
P. 37

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202210005

                         超期服役加氢反应器的检验及安全评定








                                       王步美 ,王志成 ,叶有俊 ,王一宁 ,赵建平                   2
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                           ( 1. 江苏省特种设备安全监督检验研究院,南京 210036 ; 2. 南京工业大学,南京 210036 )




                    摘   要: 某台服役年限超50a的加氢反应器环焊缝上存在5 条裂纹和1 处埋藏缺陷。采用连续
                 循环加载球压痕法得到材料的力学性能和断裂韧性, 并从内壁挖取试样进行理化检验, 发现材料的
                 显微硬度无异常, 材料晶粒粗大, 显微组织无变化, 且韧性较好。依据 GB / T19624 — 2019 标准, 采


                 用平面缺陷的常规评定方法, 同时考虑塑性失效和断裂失效两种机理, 计算出 5 条裂纹和 1 处埋藏

                 缺陷的评定点均落在双判据法失效评定图的安全区域内。结果表明: 该反应器能安全运行 3a 。

                    关键词: 加氢反应器;超期服役;安全评定


                    中图分类号: TG115.5    文献标志码: A    文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 10-0021-05

                Ins p ectionandsafet y evaluationofextendedserviceh y dro g enationreactor

                                                                              ,
                                                       ,
                                                                             1
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                             WANGBumei , WANGZhichen g YEYou j un , WANGYinin g ZHAOJian p in g 2







                            ( 1.Jian g suProvinceS p ecialE q ui p mentSu p ervisionInstitute , Nan j in g210036 , China ;


                                       2.Nan j in gTech.Universit y , Nan j in g210036 , China )


                     Abstract : Fivecracksandoneburieddefectonthe g irthweldofah y dro g enationreactorwithservicelifeover

                50y earswerefound.Themechanical p ro p ertiesandfracturetou g hnessofthematerialwereobtainedb y continuous

                c y clicloadin gballindentationmethod , andthesam p leswereexcavatedfromtheinnerwallfor p h y sicalandchemical

                tests.Itwasfoundthatthemicrohardnessofthematerialwasnotabnormal , theg rainsizeofthe materialwas

                coarse , the microstructure was unchan g ed , andthetou g hness was g ood.Accordin g to GB / T 19624 — 2019

                standard , theconventionalevaluation methodofp lanardefectswasado p ted , andthetwo mechanismsofp lastic

                failureandfracturefailurewereconsidered.Theevaluationp ointsoffivecracksandoneburieddefectwereall

                locatedinthesafet yareaofthedouble-criterionfailureevaluationdia g ram.Theresultsshowedthatthereactor

                couldo p eratesafel y for3y ears.


                     Ke y words : h y dro g enationreactor ; extendedservice ; safet yassessment
               某公司在对铂重整装置 R501 加氢反应器进行                         焊缝部位均存在局部未熔合、 未焊透等超标缺陷, 投
            定 期 检 验 时, 首 次 采 用 了 超 声 波 衍 射 时 差 法               产后一直降压监控使用。该容器实际使用时间已有

            ( TOFD ) 检测技术, 从外表面检测到多处环焊缝内                      51a , 国内大部分同类型反应器已停止使用。设计


            存在超标缺陷, 缺陷位置如图 1 所示( 图中 S 为南,                      压力为 8.8MPa , 工作压力为 3.9 MPa , 设计温度为

            E 为 东, N 为 北, W 为 西, H 为 环 焊 缝, Z 为 纵 焊           300 ℃ , 工作温度为 290 ℃ , 内部介质为氢气、 加氢


            缝), 结合超声检测( UT ) 和相控阵超声检测( PA ),                   蜡 油。 容 器 规 格 ( 外 径 × 长 度 × 壁 厚 )为




            发现 5 处裂纹和 1 处埋藏缺陷, 检测结果如表 1 所                     ϕ 1800mm×10729mm× 55.0mm (筒 体 )/


            示, 一条裂纹断续总长为 1386 mm 。该反 应器于                      60.0mm ( 封 头), 材 料 为 20Cr3NiMoA 钢, 内 衬 材
            1969 年 9 月投入使用, 在其接管与筒体及补强圈角                       料为耐热水泥 +1Cr18Ni9Ti钢保护套。
                                                                   加氢反应器是石油产品加工的关键设备, 如果
                                                               立即将其报废会造成巨大的经济损失                 [ 1 ] 。筒体材料
                收稿日期: 2022-01-04
                基金项目: 江苏省市场监管局资助项目( KJ204103 )
                                                               的屈服强度为 579 MPa , 抗拉强度为 686 MPa 。这
                作者简介: 王步美( 1981- ), 女, 硕士, 高级工程师, 主要从事承
                                                               种钢材的制造和焊接工艺性能差, 返修难度大                    [ 2 ] , 且
            压类特种设备失效分析、 安全评估工作, wbm209@163.com
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