国外热壁加氢反应器堆焊层氢剥离试验方法

满足 图 ２要 求 。
图 １ 试样尺 寸
叮
图 ５ 气压 试验 曲线
图 ６ 充氢 过程 曲线
图 ２ 试 样侧 壁堆焊 后 的尺 寸
●按 上 述 的 ｕＴ方 法 ，检 测并 记 录 剥 离 区域 的 数 量 、 寸和分 布 。 ＡＳ Ｇ１６第 １ 尺 按 ＭＥ ４ ２章提 供 的文字数 字 编码 确定 剥离 等级 。ｕＴ检测 后 ， 试块切 割 。如果 ｕＴ 将 检测未 发现剥 离 （ Ｄ）按 图 ７所 示将试 块从 中间切 开 ； ＨＩ ，
０ ｎ 见图 ５ 释 放． ； 惰性气体 ， 抽真空 。充人氢 气 ， 加 备 不锈钢 ／钢界 面剥 离倾 向评估 评 定标 准》 行剥 离试 压 ≥１ｍｉ， 进
ｈ ０ ￣ 卸压 ， 以充人惰性 气体 ， ２ 可 或者直接 ●剥离 试验 试样 取 自堆焊焊 接 工艺 评定 试板 ， 尺寸 ／ 。温度 低于 ２ ０（，
国外 热 壁 加 氢 反 应 器 堆 焊层 氢 剥 离试 验 方 法
口杨欣军 张燕 王 林
热壁 加氢 反应 器在使 用一 定 时间 后 ， 测发现 制 造 验 试块 按 图 ４制 作 。 检
时 结合 良好 的堆 焊层 会 发生 与主 体 局部 分离 的现 象 ， 称 之 为堆焊 层的 剥离 。剥离 发 生的 原因 ， 目前 比较一 致 的 观 点 是 ： 高温 高 压条 件 下操 作 所吸 收 的 氢 ， 在 在停 工 时
冷却 过程 中 会在 基 材与 堆 焊层 界 面 上积 存 ，氢 浓 度 较
Ｌ
— — —
嚣
Ｌ二二西二二］ ［二］［二＝ ＝ ＝
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图 ３ 焊后 热处 理 来自图 ４ 超 声波校 验试 块
高。 此外 ， 材与 堆焊层 的热膨 胀 系数 相 差较 大 ， 基 热应 力 相 应较大 。氢 和应 力 的综合作 用容 易诱发 剥离 。反应 器
曲 线见 图 ３ 。试 样 冷 却后 进 行 超 声 波 检 测 ，按 ＡＳ ＭＥ
Ｓｃ ｅ．Ｖ， ｒｃ ， ｅｈ ｉｕ Ｗ Ａ ｔｌ ４ Ｔ ｃｎｑ ｅ ｔ Ｏ执行 。对 于在 不锈 钢 ／ ｉｅ
钢 交 界面 ｌ 范 围内 （ ） 现 的 任何 缺 陷 、 裂 或 分 ｍｍ 含 发 开
验 的试验 方法和 程序 。 试样 制备 及试验 过程 如下 ：
●进 行 氮 气 压 力试 验 ，试 验 压 力 ≥２ ． ＭＰＧ， １０ ５ ａ 保 压至 ２ ．５ ａ 并 缓慢加热 至 ４ ０（。待试验温 度和压 １ ＭＰ Ｇ， ０ ６￣ ２ 力稳 定后 ， 持该状态 （８±１ｈ 保 ４ ） 。然后冷却 ， 速率 ≥３ ０（ ０ ￣ ２
片取 ２０倍 。微 观金 相照片 的拍 摄位置 见 图 ８ 分别 为 ： ０ ，
ａ．
通常 侵蚀 前 后的微 观 金相 照 径为 ６３ ．ｍｍ， 率 ５ 频 ＭＨｚ 灵敏 度 为 ３ 平 底 孔 衰 验 。检 验在 显微 镜下 进行 ， ， ｍｍ 减 ８ ％。 声波 检测 仪器 的灵敏 度 ， ０ 超 在每 次检 测前 ， 应 都 验 证 ， 用模拟 堆焊 校准试 块 ， 采 检测 工艺 与实 际相 同。 校 焊 道 中 间与 基材 交界 区 ． ． 道 搭 接部 位 与基 材 交 界 ｂ焊
层 ，均应 在 报告 中体现 出来 。超 声 波检 测 仪可 以采 用 Ｅ Ｃ （ ａａ ｔｃ）探 头 为 Ｋ５ Ｋ ａｔｒｍｅ ， 头 直 Ｐ Ｈ４ Ｐｎｍｅｒ ｓ ， ｉ Ｍ（ ｒ ｋ ・ ）探 ｕ
分可以倒角 。基材部分可 以加 工掉约一半 ， 以方便制 备金
相试样 。
●检 验 不锈钢 ／ 交 界面 ， 钢 然后侵 蚀试 样 并再 次检
如果发现 ＨＩ Ｄ，切 口应 位于剥 离最严重 的区域 。试样按
ＡＳ Ｍ 标 准 Ｐａｔｅ Ｅ Ｔ ｒｃ ｃ ３分 别 进 行 金 相 打 磨 、 光 ， 缘 部 ｉ 抛 边
●对 试样进 行热 处理 （ ０ ￣ ±１ ￣ ×３ｈ） 意在 ７ ５（ ４（ ２ 。注 ２ ２ ４７Ｃ以上 ，在 密 闭 炉 内 的 加 热 和 冷 却 速 度 不 得 超 过 ２ｑ ５ ￣ ｈ 从 ４７（以下 ， ６Ｃ／ ； ２ ￣ ２ 试样 在静 止空 气 中冷却 。热处 理
（ 致 裂纹 ） 宏观 上是 沿 晶界 层 发展 的 ， 于两 种 不 同 检 查试 样 的温度 情况 。 氢 ， 属 ●密 封 、 气 、 通 系统 。除 气时 ， 以反复 抽真 空 除 连 可
影响抗 剥离 性能 的 因素是 多方 面 的 ， 多机理 仍在 许
探 索之 中 ， 因此 该试验 研 究 目前在 国内 外都 是一个 重 点
●清 洗试 块 。脱脂后 用不 含氯 的溶 剂清洗 。清 洗后 不得用 裸手 接触 试样 。将 试块 置 于充 氢装置 中 ， 试样 在
应 并 定时 基材 与堆 焊层 界面 间的 剥离现 象 ， 本质 上也 是一 种氢 脆 装 置 中的摆 放 ， 采用 工装定 位 ， 获得均 匀加 热 。
材 质在 晶界面上 因残 留氢而 引起 的氢 脆开裂 。
试块在 （４±２５ ｏ 保存 ７ ２ ．） Ｃ 见 图 １ 测量 下述 试样 尺寸 ： ａ 直径 ， ｂ 厚 度 ， Ｃ 堆焊 在空气 中冷却 。冷却 至室温时 ， ， （） （） （） 层厚 度 ； 将试 样侧 壁堆焊 Ｔ ３ ９ ＋ Ｐ ４ ， Ｐ ０ Ｌ Ｔ ３ ７ 焊后 的尺 寸应
天， 然后进行 ｕＴ检测 。上述过程 ， 见图 ６ 。
／ 入惰性 气体 ，至 少 ３个 循环 ，以减少 装置 内的氧 含 充
量 。除 气工 艺应 在试 验开 始时 ， 在特 定 装置 中采 用气 体
承 方 向 。国际上对 这个 课题 的研 究 ， 国和 日本是 比较领 分析 法进 行验 证 。并 且下 述部 位 充气 后应重 新验 证 ： 美 试验 系统 、 除气 工序 中 。 先的， 并且 美国 已建立 了完 善 的试验 标准 。本文重 点介 压 部 、 绍 国外某 公司按 Ａ Ｔ Ｇ１６ ０ 《 Ｓ Ｍ ４ － １ 高压 高温加 氢精 制设