长期高温服役后HP40Nb钢炉管的组织及剩余寿命

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、拉伸及冲击试验机等对服役15a的制氢转化炉中HP40Nb钢炉管的显微组织和力学性能进行了研究,依据高温持久试验结果估算了炉管剩余寿命。结果表明:长期高温服役后,炉管钢组织中晶界粗化并有G相析出,晶内二次碳化物析出明显,近内壁、近外壁和基体中均出现蠕变孔洞,近内壁和近外壁发生氧化和贫铬,外壁形成脱碳层;与原始铸态炉管相比,长期高温服役后炉管的室温抗拉强度降幅超30%,高温抗拉强度降幅约18%,室温冲击功下降明显,剩余寿命不足1a。     

2■Cr-1Mo钢加氢反应器长期使用后的脆化预测技术进展

回火脆化是加氢反应器2■Cr-1Mo钢长期服役后的主要损伤之一,准确地预测在役材料的回火脆化程度,对加氢反应器长期使用后的安全性评价具有重要意义。综述并评价了国外对2■Cr-1Mo钢长期服役后脆化程度的预测方法,主要包括由J系数预测长期脆化后的韧脆转变温度(FATT),以及在FATT预测基础上建立对材料断裂韧性的估算方法。     

2Cr12NiMoWV钢高温紧固螺栓脆化与恢复

２Ｃｒ１２ＮｉＭｏＷＶ钢制高温紧固螺栓在高温下长期服役,会出现硬度上升、韧性降低的脆化现象。分析表明：硬度升高是由于碳化物在基体内部弥散析出,产生弥散硬化;而晶界网状碳化物的析出是造成冲击韧性降低的主要原因。经过适当的恢复热处理,可使脆化螺栓的硬度降低、冲击韧性升高,重新满足使用要求。最佳的恢复热处理工艺为：１０５５￣１０７０℃加热油冷淬火,７１０℃×６ｈ回火。     

21/4 Cr-1 Mo钢加氢反应器长期使用后的脆化预测技术进展

回火脆化是加氢反应器21/4Cr-1Mo钢长期服役后的主要损伤之一,准确地预测在役材料的回火脆化程度,对加氢反应器长期使用后的安全性评价具有重要意义.综述并评价了国外对21/4Cr-1Mo钢长期服役后脆化程度的预测方法,主要包括由J系数预测长期脆化后的韧脆转变温度(FATT),以及在FATT预测基础上建立对材料断裂韧性...     

铂重整装置临氢系统Cr5Mo钢管道长期服役后的组织和性能

研究了炼油厂铂重整装置临氢系统Cr5Mo钢管道于510℃服役14年后的显微组织和力学性能,试验结果表明:母材组织比较稳定,片状珠光体未发生完全球化,碳化物没有发生明显的聚集长大;固溶体中仍保持较高的铬和钼的含量,碳化物基本类型未发生改变;室温和高温瞬时拉伸性能以及冲击韧性与新管基本相同,无热脆现象发生;焊接接头热影响区(HAZ)的过热区已由马氏体转变为回火屈氏体,征熔合线焊缝侧的类马氏体也已发生了回火,并在熔合线附近出现了增碳层;焊接接头的室温和高温瞬时强度高于母材,但其塑韧性均较低,因而是裂纹萌生和扩展的一个较为薄弱的环节。     

Cr5Mo炉管高温服役后性能及剩余寿命评估

通过金相组织分析、力学性能测试、断口SEM等分析了Cr5Mo炉管高温服役78000 h后的组织性能,并采用Larson-Miller方法预测了炉管剩余寿命。结果表明,焦化炉Cr5Mo炉管在670℃和20 MPa的工作条件下可继续服役26000 h。     

3Cr2W8V钢高温回火脆化机制

用扫描电镜、透射电镜和扫描俄歇微探针研究了3Cr2W8V 钢经1250℃淬火、650℃×2h 二次回火后的断口形貌,微观组织以及自由碳和磷元素在原奥氏体晶界的偏聚;并测定了经不同温度和不同时间回火后的冲击值。新的高温回火脆化机制认为,3Cr2W8V 钢高温回火脆化并非二次硬化脆性;其高温回火脆性是晶界上M_6C 碳化物的析出长大和由此所产生的晶界磷偏聚共同作用的结果。     

等温时效模拟研究12Cr1MoV钢在长期高温服役过程中碳化物的转变规律

通过等温(630℃)时效模拟试验,用碳化物电解萃取、X射线衍射定量分析等方法研究了不同服役时间12Cr1MoV钢中碳化物的转变情况,总结了它的转变规律。结果表明:12Cr1MoV钢在长期高温服役过程中的碳化物种类保持不变,均为M_3C、M_7C_3、M_(23)C_6和MC;在0～8×10~4h服役期间,碳化物总含量增加较快,超过8万h后碳化物总含量趋于稳定;在8万h以内,随着服役时间的延长,M_3C含量逐渐减少,M_(23)C_6、M_7C_3含量逐渐增加,MC几乎保持不变;8万h以后,M_3C、M_7C_3和MC趋于稳定,M_(23)C_6仍有少量增加。     

对超期服役重整反应器采用正火加喷淋工艺进行恢复

对超期服役压力容器的恢复延寿技术是目前国内炼油行业中的热点问题 ,很多专家在这方面做了大量的工作 ,但至今无确切定论 ,特别是将实验室的结果扩大应用于生产至今未见报导 ,中科院金属研究所的专家在对抚顺石油二厂于六十年代引进的意大利铂重整反应器进行了解剖和实验室研究的前提下 ,提出了通过热处理方式重新恢复其组织性能 ,使其延长寿命的设想 ,抚顺机械厂经过研究和论证 ,承担了这一工艺研究项目。　　 1　恢复方案的确定1 1　反应器服役情况及恢复研究抚顺石油二厂铂重整车间有三台六十年代从意大利引进的重整反应器 (编号为 0 3…     

充氢对2.25Cr—1Mo钢的脆性转变温度的影响

长期处于高温、高压、临氢环境下运行的加氢反应器,其材质会出现回火脆化和氢脆等现象,对设备安全运行构成威胁。本文通过对R401加氢精制反应器内置2.25Cr-1Mo挂片的解剖,分析该反应器运行35000h后的回火脆化量,并对冲击试样进行电化学充氢试验。分析充氢对2.25Cr-1Mo钢的脆性转变温度的影响,从而为加氢反应器的安全运行提供借鉴。     

R401加氢反应器的开罐检验

结合R401热壁加氢精制反应器的开罐检验工作，针对加氢反应器长期运行后产生的影响安全性问题，提出了加氢反应器检验的有关方法和技术要求。通过对加氢反应器随机试块回火脆化量的测定，得到反应器进行35000h后仅有轻微的回火脆化量的结论，提出了加氢反应器安全运行的参考意见。     

应用串联电化学充氢方法研究氢及应力对2.25Cr-1Mo钢回火脆化的影响

开发了一种串联电化学充氢方法,可以一次性有效地对试样进行充氢,新充氢方法有效解决了以往电化学充氢方法中试样的氢含量不均匀问题;将放入加氢反应器中运行了10万h的2.25Cr-1Mo钢块脱脆后,再在468℃脆化200 h,制备了四种状态的脆化试样,即200 h回火脆化、应力作用下200 h回火脆化、200 h回火脆化后充...     

重整四合一炉用国产P9钢管服役状况和剩余寿命预测

针对某公司100万吨/年连续重整装置的四合一炉用第一批国产化的P9钢管,采用直读光谱仪、室温拉伸试验机、光学金相显微镜、扫描电镜和高温持久试验机等设备开展了试验研究。结果表明,经过7年2个月服役,钢管理化性能未发生显著变化,仍满足ASTM A335对P9材质的要求。结合试验温度540～700℃、试验压力15～150 MPa的高温持久试验,采用L-M外推法,预测在管壁最高温度650℃、最高工作压力0. 5 MPa条件下稳定服役的P9钢管母材剩余寿命约5年,截至2019年11月,在该服役条件下运行平稳。     

制氢转化炉管损伤状况分析与剩余寿命预测

对某石化企业6.5万m3制氢装置服役6年3个月、服役温度910℃的制氢转化炉管开展了蠕变损伤状况分析和剩余寿命预测工作。采用直读光谱仪、原子吸收分光光度计、光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸试验机和高温持久试验机等设备开展了试验研究。结果表明,经过6年多服役,炉管外壁出现约300μm的氧化铬层,内壁出现约50μm连续分布的氧化铬层和30μm沿晶界分布的氧化硅层,内壁氧化层以下出现约150μm的贫铬区;奥氏体晶界分布着断续链状或块状的M23C6和G相(Ni16Nb6Si7),晶内析出大量细小的二次碳化物;炉管局部有蠕变空洞,未见蠕变裂纹。结合试验温度700~920℃、试验应力42~100 MPa的高温持久试验,采用L-M外推法,预测在管壁温度910℃稳定运行条件下炉管剩余寿命约为2年。     

高温服役5万h后HR3C钢的显微组织和力学性能

对比研究了供货态和高温服役5万h后HR3C钢的显微组织和力学性能,分析了服役过程中影响力学性能的主要因素。结果表明:与供货态组织相比,服役后HR3C钢的显微组织仍由奥氏体基体+析出相组成,但析出相数量增多、尺寸增大,奥氏体晶界和晶内均主要析出了M23C6碳化物;服役后HR3C钢的抗拉强度变化不大,塑性下降,在弯曲过程中该钢在产生少量塑性变形后发生脆断;服役后HR3C钢的冲击功降低,冲击断口呈现典型的沿晶断裂特征;M23C6碳化物的沿晶析出与长大是HR3C钢塑性和韧性下降的根本原因。     

炼油厂Cr5Mo工艺管线的蠕变损伤及剩余寿命

我国炼油厂重整、加氢精制和热裂化三套装置中的高温临氢工艺管线普遍采用Cr5Mo钢管。Cr5Mo工艺管线是在高温临氢条件下工作的,在蠕变温度范围内材料在外载的作用下,应变会随着时间的增长而增加,最后导致断裂。作为高温部件必须考虑其蠕变损伤和蠕变残余寿命。试验结果表明,对工作温度为500℃,服役10000小时的炼油厂重整装置中的Cr5Mo管件及其焊接接头,由于其承受的一次应力很低,故蠕变损伤是不明显的。结果还表明,Cr5Mo管件的剩余寿命不受蠕变的控制,而其最大潜在的危险来自于材料的脆性。     

苯加氢高温临氢管道服役十年后的安全状况研究(二)──工艺管线材料损伤试验研究

本文对苯加氢装置中高温高压临氢管道服役十年后的材料进行损伤试验研究，主要是力学性能测定与分析，试验结果表明经过长期高温临氢服役后，管道材料均受到脆化损伤，塑性、延性和韧性均已下降。     

4Cr13模具钢的等温相变规律与预处理工艺优化

测试了4Cr13塑料模具钢的过冷奥氏体等温转变曲线,研究了该钢的等温相变规律,分析了经过不同工艺固溶(1 010～1 090℃保温2,3 h)和球化退火(905℃×2 h奥氏体化和700～770℃保温5,8 h等温球化)预处理后的显微组织和硬度,并获得最优工艺。结果表明：在725℃下试验钢的珠光体形核孕育期最短;经1 010℃固溶处理后,组织中存在大量球状碳化物,当固溶温度为1 070～1 090℃时,碳化物基本溶解,马氏体板条束明显粗化,最优固溶工艺为1 050℃×3 h,此时碳化物占比较低且弥散分布;随着等温球化温度升高,链状碳化物数量先减少后增多,并且保温8 h后球状碳化物的分布更均匀;1 050℃固溶3 h+905℃×2 h+750℃×8 h球化退火后试验钢的球化效果最好,直径小于0.5μm的碳化物占比约为78.92%,硬度最低,约为192 HBW。     

用四步热处理法提高Cr12冷冲模寿命的探索

Cr12冷冲栽模崩脆失效的普遍原因是碳化物的形态和分布不合理,四步热处理使碳化物“小、散、匀、圆、钝”,取得较理想的形态和分布,模具寿命达到42—55万次,比常规工艺的模具寿命提高两倍。本文用吉布斯(Gibbs)汤姆生(Thompson)公式,从热力学的角度阐述四步处理使条块状碳化物棱角趋圆趋钝是必然趋势,从组织遗传性的观点出发,指出四步法中的第二步——高温回火,使结晶有序的粗晶马氏体组织得到强烈分解,从而阻止了第一步1100℃过热淬火的粗晶缺陷“遗传”给下一代——第三步980℃淬火;第一步及第二步处理之后,碳化物小、散、匀,圆、多,由于相界作用及点阵畸变的热力学原因,经第三步——980℃淬火及第四步——低温回火后,得到的马氏体晶粒不是“粗了”,而是极细。“小、散、匀、圆、钝”的碳化物形态和分布,加上理想的细晶强化,正是四步热处理使Cr12冷冲栽模强韧化的根本原因。     

新型镍基高温合金长期时效后的组织稳定性及高温性能

利用扫描电镜研究了一种在Nimonic 263合金基础上开发的新型镍基高温合金在850℃长期时效后的组织稳定性及高温性能.结果表明:合金在850℃时效 4 000 h后,主要析出相为γ'相、MC和微量的M23C6;合金时效 4 000 h后未出现长条状的η相,没有发现脆化相δ相的析出,表明合金的组织是稳定的;新合金持久强度比原合金有明显提高.