加氢反应器异径三通管失效分析.pdfVIP

第40卷第10期甘肃科技Vol.40No.10

2024年10月GansuScienceandTechnology0ct.2024

D0I:10.20156/ki.2097-2490.2024.10.003

加氢反应器异径三通管失效分析*

许巍，辛月滢，凌晓

（兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州730050）

摘要：针对某石化公司管线加氢反应器入口管线异径三通焊接接头开裂泄漏的问题，通过宏观检查和微观分析

（能谱分析、维氏硬度测试、金相分析、断口微观检验等）的手段，对管线异径三通焊接接头开展了缺陷分析，提出了

相应的改善措施。结果表明，该管线异径三通焊接接头开裂的主要原因在于：焊接处应力集中，几何形状不连续，造

成焊接强度降低；由于工作介质含有害杂质S对管材1Cr5Mo造成了应力腐蚀，生成FeS等含S产物；在应力和硫化

物的综合作用下出现裂纹扩展，并贯穿整条焊缝，进而发生泄漏。建议针对管线服役环境，加强焊接的质量避免应

力集中；降低工作介质中硫的含量，或在设计阶段选取抗S腐蚀性能强的材料，以免发生腐蚀和泄漏。

关键词：加氢反应器；管道；焊接；裂纹

中图分类号：TB303;TE988

0引言气站场阀门袖管、泄压阀、不锈钢泵轴、塑料排水板

加固软土地基、锅炉凝渣管、飞机用轴承、天然气管

加氢反应器作为石油化工行业的核心设备之道等行业。总体上，前人针对加氢反应器的失效分

一，在炼油等加氢裂化、加氢精制过程中发挥了重析方法主要集中于平均化屈服准则在反应器中的

要作用。因加氢反应器在运行时长期处于高温、高应用9、及通过实验和CFD模拟的手段对接管进行

压、临氢环境下，且进入反应器内的物料往往含有失效分析[0)。但是，针对接管泄漏根本原因机理的

盐类和硫、氮元素等杂质，易形成腐蚀性的硫化氢分析及提出相应避免措施仍然少见报道。

和氨，从而造成与反应器相连接的管线接头产生裂因此，文章研究针对某石油天然气有限公司炼

纹，形成较大的局部应力，这些裂纹进一步形成断油化工厂加氢反应器人口管线三通管焊缝的泄漏

裂通道而造成设备失效-4]。为保障设备安全、稳定原因进行分析，将宏观检查和微观分析（金相分析、

长期运行，函须对失效原因提出改进措施。硬度检测、断口微观检验、能谱分析等)技术相结

目前，针对加氢反应器相连接管失效研究，前合，分析了加氢反应器管线异径三通焊接接头开裂

人已经开展了大量的研究。焦磊等[5]对加氢反应器的原因，并提出相应的改进措施，进而确保设备安

接管进开展了紧凑拉伸试验，提出了一种新的裂纹全运行，避免事故发生，减少不必要的损失。

扩展方法，并计算了2.25Cr1Mo钢在室温和420℃时1实验与分析

的疲劳裂纹扩展速率。刘复生[6]研究了温度对加氢

反应器配管的影响。张先悦和马燕妮通过应力分1.1宏观检查

析软件CAESARII对800kt/a柴油加氢精制装置的加氢反应器入口管线异径三通材质均为

出口管道进行应力分析。张延年等18针对某加氢改1Cr5Mo，型号规格为s219×10mm的主管线和型号

质装置管道材料的化学成分、力学性能等，开展了规格为159x8mm的异径支线焊接而成，管线设计

失效分析。失效分析方法被广泛应用于飞机燃油-压力6.4MPa，工作压力4.2MPa，设计温度390℃，

空气散热器、复合材料气瓶、半潜式海洋平台、天然工作温度296℃，输送介质为氢气+汽油油气。

*基金项目：甘肃省重点研发计划“聚乙烯（PE）燃气管道接头缺陷智能检测平台开发及示范应用”（23YFGA0059）

△通信作者：凌晓（1982-），男，山东济南，副教授，主要研究方向：机械设备材料失效研究。E-mail：332820859@。

第10期许巍等：加氢反应器异径三通管失效分析