Page 146 - 加氢站建设及工艺技术研究

第五章 加氢工艺中设备的腐蚀和防护

（一）钢材安全氢浓度
为确定钢材安全氢浓度（Ca），首先应确定钢材的最大抗拉强度，特别是焊

缝热影响区（HAZ）的最大拉伸强度。通常焊缝热影响区的强度水平一般高于焊
缝金属和母材。例如一个拉伸强度为 703MPa 的焊接接头，其热影响区最大抗拉

强度可达 755 MPa。这样在进行氢诱导裂纹扩展分析时就应采用热影响区的抗拉
强度。其次还要假设如下两个数值。

1. 反应器壳壁中可能存在的最大裂纹尺寸
从断裂力学的角度看，任何设备承压元件上都是存在裂纹的，尽管经过各种

无损检测，但总有一部分缺陷被漏检，另外还有一部分合格标准以下的缺陷存
在。压力容器的破坏都是原缺陷（裂纹）扩展的结果。因此，检查技术的精度和

不能进行检查的范围的大小（如果有的话）是假设可能存在的裂纹尺寸的主要依
据。例如，某反应器通过了可探测出 6.5mm（深）× 12.5mm（长）缺陷的探测

技术的全面检查。那么为了计算反应器壳壁的安全氢浓度，可假设最大潜在裂纹
尺寸为 12.5mm（深）×25mm（长）是安全的。

2. 停工过程中潜在裂纹上所受的拉应力 σ 与材料屈服强度 σ，的比
在 150℃以下，作用在裂纹上的拉伸应力是指残余应力（来源于焊接）、热

应力（来源于沿筒体和封头壁上的温度梯度）和操作压力引起的拉应力的总和。
根据材料的抗拉强度和估计的潜在裂纹尺寸从图 5-4 和图 5-5 中可以查出安全氢

浓度。

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