杨元庆吴开斌

(武汉市锅炉压力容器检验研究所)

作为炼化工厂核心设备的加氢反应器操作工况十分苛刻，容易发生安全隐患。某加氢反应器操作温度343～482℃，压力6.9～28.0MPa，介质中含有H2和H2S，即在高温、高压、临氢条件(温度大于250℃,氢分压大于1.4MPa) 下工作。设备选材一般选用使用温度高、强度级别高、抗氢、抗回火脆性和冲击韧性好的2.25Cr1Mo、2.25Cr1MoV或3Cr1MoV钢制造。在如此苛刻的使用工况下，Cr1Mo钢的主要失效形式为高温、临氢条件下的材料脆化现象。我国目前还没有专门针对加氢反应器形成相关的设计、制造、检验检测及管理使用等环节的法规标准，导致对加氢反应器的安全状态缺乏科学的监管和判定。笔者从加氢反应器材料的失效形式出发，介绍其失效形式的损伤模式，从回火脆化、氢脆、回火脆和氢脆的共同作用这3个方面介绍国内外的研究现状。

1 材料脆化的损伤模式

失效形式和损伤模式的区别在于损伤是一个过程参量，在设备使用过程中一直发生；但失效是损伤积累到一定程度的质变，也就是发生损伤时，设备不一定失效，但设备失效时必定发生损伤。在复杂工况下，失效形式和损伤模式也不是一一对应的，即相同的失效形式，其损伤模式可能不同；同一种损伤模式，也可能导致不同的失效形式。在高温、临氢工况下，加氢反应器的材料脆化是其主要失效形式，其损伤模式可能是回火脆、氢脆的一种或共同作用。

1.1回火脆的损伤模式

在加氢反应器长期使用过程中，使用温度下材料韧性没有明显降低，但材料组织微观结构已变化，在开停车或者降低使用温度时发生脆性开裂的现象。……