论文部分内容阅读
针对某公司乙二醇装置R-110/R-120环氧乙烷反应器在含Na3PO4锅炉水中出现的应力腐蚀裂纹问题,通过慢应变速率试验和楔形张开加载(WOL)预裂纹试样应力腐蚀试验,研究了SA543钢在含Na3PO4锅炉水和改进后含(NH4)3PO4锅炉水中的应力腐蚀开裂行为,试验结果为环氧乙烷反应器缺陷的安全评定提供了数据支撑。此外,开展了高温条件下楔形张开加载(WOL)预裂纹应力腐蚀试验方法的研究,研制出一套高温WOL试验装置。根据楔形张开加载(WOL)预裂纹试样应力腐蚀试验和慢应变速率试验结果对环氧乙烷反应器的缺陷进行了安全评价。本文的主要工作和研究结果如下:(1)对SA543钢在含Na3PO4的锅炉水和改进后含(NH4)3PO4的锅炉水进行了应力腐蚀敏感性试验研究,试验结果表明:SA543钢母材在260℃下含Na3PO4的锅炉水环境中应力腐蚀敏感性较大,有应力腐蚀倾向;SA543钢在100℃和260℃下含(NH4)3PO4的锅炉水中的应力腐蚀敏感性基本相同,应力腐蚀敏感性指数均小于25%,没有应力腐蚀倾向,其应力腐蚀裂纹扩展特性也应基本相同;SA543钢焊接接头在250℃下含Na3PO4的锅炉水环境中的应力腐蚀敏感性明显高于其在含(NH4)3PO4的锅炉水环境中的应力腐蚀敏感性,应力腐蚀倾向很明显;在改进后的高温锅炉水中,SA543钢应力腐蚀裂纹萌生和扩展的抗力明显增强。(2)对SA543钢在含(NH4)3PO4的锅炉水进行了KISCC和da/dt测试试验,试验结果表明:SA543钢在100℃下含(NH4)3PO4的锅炉水环境中不会发生应力腐蚀开裂行为,其应力腐蚀临界强度因子KISCC不小于160.91MPa√m(3)为了提高高温楔形张开加载(WOL)预裂纹应力腐蚀试验结果的准确性和可靠性,研究了高温WOL试验方法和主要需要做的工作,包括高温应变测量标定方法,试验设备设计改造,以及引线密封试验,并研制出一套高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置,该装置能进行最高温度为250℃、最高压力为4.0MPa的WOL试验。(4)结合SA543钢在改进后的锅炉水环境中的应力腐蚀敏感性试验结果以及KISCC和da/dt测试试验结果,对该环氧乙烷反应器已发现的缺陷进行了安全分析,分析结果表明:带缺陷的环氧乙烷反应器可以在改进的锅炉水环境下继续使用,试验结果为环氧乙烷反应器缺陷的安全评定提供了数据支撑。