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氢剥离试验

氢剥离试验

检测目的: 检测反应器基材与堆焊层界面间的剥离现象
检测范围: 焊缝、加氢反应器
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项目介绍

氢剥离试验就是在高温、高压的工况条件下对设备母材上堆焊的不锈钢堆焊层是否发生氢剥离(HID)现象进行评定。氢剥离试验参数主要包括氢气压力、保温温度、保温时间、冷却速度和循环次数。通过模拟实际工况中的特殊条件,对试验参数进行设定。

加氢反应器是石油炼制的关键设备,工作在高温、高压和临氢环境中。热壁加氢反应器在使用一定时间后,检测发现制造时结合良好的堆焊层发生与主体局部分离的现象,称之为堆焊层的剥离。不锈钢堆焊层的氢剥离是影响加氢反应器使用安全的一个重要问题,用高压釜进行气相充氢是对堆焊试块进行剥离试验的主要方法,用其可对堆焊层的抗剥离性能金相定性评价,同时也是研究堆焊层剥离防止措施的试验手段。

氢剥离试验标准

ASTM G146-2001(2013)高压高温精炼氢设备用双金属不锈合金/钢板剥离性评定规程。

氢剥离试验示意图.png

              氢剥离试验示意图

氢剥离试样制备

1、剥离试验试样取自堆焊焊接工艺评定试板,尺寸见图1。

图1氢剥离试样尺寸.png

                  图1试样尺寸                                        图2 试样侧壁堆焊后的尺寸


2、测量下述试样尺寸:(a)直径,(b)厚度,(c)堆焊层厚度。 

3、将试样侧壁堆焊TP309L+TP347,焊后的尺寸应满足图2要求。 

4、对试样进行热处理(705±14℃×32小时)。注意在427℃以上,在密闭炉内的加热和冷却速度不得超过56℃/小时;从427℃以下,试样在静止空气中冷却。热处理曲线见图3。 

5、试样冷却后进行超声波检测,按ASME Sec. V, Article 4, Technique two执行。校验试块按图4制作。

图3焊后热处理.png

                   图3 焊后热处理                                       图4 超声波校验试块

等等步骤。

氢剥离影响因素

1)由于母材的稀释作用。 

2)与熔合区碳迁移行为有关。 

3)与氢在奥氏体和珠光体两种组织中扩散行为的不一致有关。 

4)与反应器的运行工艺有关。


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