湿硫化氢环境下氢鼓泡形成机理分析及防护措施研究

发布时间：2019-11-26 02:21

【摘要】：随着石化设备的大型化、复杂化及大量高硫高酸原油的炼制,氢损伤导致的设备安全问题日益增加,湿硫化氢环境下设备的腐蚀与防护一直是困扰石化企业的重要课题。因此研究设备在湿硫化氢环境下氢鼓泡的形成机理及防护措施具有重要意义。本文首先以某石化公司炼油一部Ⅲ加氢装置干气脱硫吸收塔内壁氢鼓泡和低分气分液罐外壁氢鼓泡为研究对象,通过宏观检查、化学成分分析、金相组织分析、鼓泡断口扫描电镜和能谱分析及力学性能测试等的全面分析,结合设备运行工况分析鼓泡出现原因,结果表明,介质中硫化氢浓度过高,钢材中S、P含量偏高,存在大量MnS夹杂物、夹层及带状组织是形成氢鼓泡的主要原因。搭建加速渗氢试验装置和氢含量测试装置,对20g材料氢扩散规律进行研究并测试氢含量对材料力学行为的影响。结果表明,材料的强度和塑性随氢含量的增加而下降,但屈服强度下降并不明显。当充氢电流和充氢时间到达一定程度时材料中可扩散氢含量不再增加,进入钢中的大量氢原子在夹杂等缺陷处聚集成氢分子,随着氢浓度的增大,钢材的氢损伤程度也越严重。电化学充氢后拉伸试样断口边缘区域断裂机理发生改变,由未充氢的韧性断裂变为脆性断裂；断口芯部仍然与未充氢试样相同,表现为以韧窝为主要特征的韧性断裂,但是随着材料中氢含量的增加,韧窝的尺寸变小,数量更多且更浅,宏观表现为塑性指标的降低。在工程案例分析、试验研究及失效机理研究的基础上,提出湿硫化氢环境中氢鼓泡的修复补焊方法及含氢鼓泡缺陷设备的预防措施等技术性建议,并采用化学镀技术对设备表面进行材料改性,通过充氢试验证明化学镀镍磷合金镀层对氢鼓泡有较好的防护效果。
【图文】：

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【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE986

【参考文献】