加氢反应器堆焊层表面裂纹疲劳扩展的形貌与速率的研究.pdfVIP

加氢反应器堆焊层表面裂纹疲劳扩展 的形貌与速率的研究 沈士明1 刘斌2 1.南京工业大学 江苏南京210009 2.东华工程科技股份有限公司 安徽合肥230022 摘要 热壁加氢反应器是石化装置中的重要设备之一，为了保证强度与防止介质的腐蚀，常采用堆焊层 的复合结构。在加氢反应器高温、高压和临氢的恶劣环境下长期服役，在堆焊层表面经常出现裂纹，这些 裂纹在反应器压力与温度波动的情况下，承受热/机械疲劳载荷的作用，导致堆焊层表面裂纹的扩展。工程 界关心的是裂纹是否会穿过堆焊层而进入基材，致使基材受损而导致反应器的加速破坏。本文就堆焊层表 面裂纹在机械/热疲劳载荷作用下的扩展形貌与速率进行了研究，得到了在疲劳载荷作用下，堆焊层表面裂 纹的扩展速率与形貌变化。 关键词 加氢反应器;堆焊层;表面裂纹;疲劳裂纹扩展;扩展速率与形貌变化 StudyonAppearanceandRateofFatigueGrowthforSurfaceCrackson WeldOverlayinHydrogenationReactor ShenShiming1 LiuBin2 1.NanjingUniversityofTechnology,Nanjing Jiangsu 210009; 2.EastChinaEngineeringScienceandTechnologyCO.,Ltd,Hefei Anhni 230022 Abstract Hydrogenationreactorwithahotwallisoneofimportantequipmentintheoilrefiningand petrochemicaldevices,andisusuallymadefromcompositestructure,whichisusedof2.25Cr(l)Moasabase materialforstrengthandausterniticstainlesssteelasweldoverlayforanticorrosion.TheHydrogenationreactor servicesatsevereconditionsofhightemperature,highpressure,hydrogenenvironmentandsoon.Asurface crackonweldoverlaywasusuallycreatedbysevereconditionsinhydrogenationreactor.Thesurfacecrackon weldoverlaywaspropagatedunderheat/mechanicalfatigueload,whichwerecreasedbyfluctuationofpressure and/ortemperatureinoperationofhydrogenationreactor.Thefatiguegrowthofsurfacecracksonweldoverlayof hydrogenationreactorwasattractedattentionofengineeringfields. Inthispaper,theexperimentalstudyonfatiguegrowthofsurfacecrackonweldoverlaywascarriedoutunder heat/mechanicalfatigueload.Thegrowthrateandappearancevariationofsurfacecrackwereobtained. Keywords hydrogenationreactor;weldoverlay ;surfacecrack;fatiguecrackpropagation; Growthroteandappearancevariation 图1堆焊层试茸 l试样是由堆焊层试块 次发现每个 寺辉纹，将 蔓劳循环后 旨南的烈缔 盾环后，疲劳彰 魄迹，在堆焊压 基材熔合区以刀 丑碌．j笨孰／加捌 duetoHydrogcninW Irog∞ Servic