堆焊熔合区氢纹裂纹形核机理研究.pdfVIP

维普资讯 峡 舍区 一 12 一 金陵石油化工 1998年第 2期 ．f己， 堆焊熔合区氢纹裂纹形核机理研究 金陵石化公司炼油厂 汪光胜 — ● _ _ _ _ _ 一 ‘ 66 摘要：研究了不锈钢堆焊试样在高温、高压条件下充氢后，堆焊熔合区裂纹的形核机理 。研究发现，在 高温、高压条件下进入试样 的氢使 富碳 的熔舍 区处发生 了氢腐蚀 ，氢与熔舍 区中的碳化物发生反应生成 CH4。在 CH4气泡和集聚的氢的共 同作用下使裂纹萌生和扩展，裂纹有明显的微孔聚集特征 。 关键词 ：熔合区 氢 甲烷 裂纹 1 前 言 近的残余应力以及反应器在运行过程中进入器壁 加氢反应器是石油化工工业 的重要设备 ，由 并聚集在熔合线附近的氢 。但是 ，对裂纹形核机 ． 于其工作条件为高温高压氢环境 ，为了防止器壁 理研究还有待深入 。本文研究了高温 、高压充氢后 腐蚀，在器壁 内侧堆焊一至两层奥氏体不锈钢 。实 堆焊熔合区裂纹的形核机理。 际应用中发现，不锈钢堆焊层与母材之间有裂纹 产生，堆焊层有从器壁剥离的倾 向，引起工程界和 2 试验过程 学术界的普遍重视 ，并对此展开了大量的研究工 堆焊试样由兰州石油机器厂提供 ，母材为 2 作 。这些研究主要集 中于对 已有的堆焊技术 以及 1 ÷cr一1Mo钢，堆焊层为347I．P不锈钢，材料化 堆焊层 的剥离敏感性的评价 ，堆焊层剥离 的影响 L士 因素分析 以及改善抗剥离性能 的有效制造手段 学成分如表 1所示 。试样采用直流反接埋弧焊焊 等 。一般认为，熔合区裂纹的影响因素有三种 ： 接，其主要工艺参数如表 2所示 。焊后热处理工艺 堆焊熔合区及其显微组织、焊接引起的熔合线附 为 690C×2Oh空冷 。 表 1 材料化学成分 ， 表 2 焊接工艺参数 注 ；焊剂为GD一 1型烧结焊 剂，堆焊层厚度为 5mm。 将堆焊 试样加 工成 充氢试 样，试 样尺寸 为 三厂的高温高压氢腐蚀系统完成 ，充氢温度压力 ll0×55×45(厚)(ram。)。充氢实验使用抚顺石油 曲线如 图1所示 。 维普资讯 堆焊熔合 区氢纹裂纹形核机理研究 时同．h 图 1 充氢温度及压力控制 曲线 3 试验结果 用线切割法从有裂纹处取下小块试样，抛光 将充氢试样冷却后从 高压釜中取 出，做超声 后金相处理，在扫描 电镜下观察裂纹，其形态如图 波探伤