一台反应器的检验与思考(全文)

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【摘要】一台使用10年后反应器经检验后发现存在大量缺陷，根据其失效形式，分析认为该容器在制造时应采用焊后热处理工艺。在制造后未进行焊后热处理是引起该台反应容器失效的主要原因。99版容规要求该类反应容器应进行焊后热处理，而目前的新修订后的标准TSGR004-2009与GB150-2011对该类反应器没有热处理要求，这将难以保证该类反应器在使用寿命中的安全使用要求。

【关键词】反应器热处理腐蚀失效检验

1 前言

该反应器于2000年12月制造，2001年6月投用，容器参数如表1所示。

许多氢损伤破坏事例表明，多数裂纹都是产生在焊缝附近，说明焊接残余应力是一个重要因素。从该容器的技术参数中可以看出，该容器内部介质为腐蚀环境介质，如未对其进行焊后热处理，残余应力存在会加大其腐蚀速率。

99版容规第72条规定钢制压力容器及其受压原件应按GB150的有关规定进行焊后热处理。第73条规定：钢制压力容器符合以下要求的需要进行热处理，第1个要求中规定中压反应容器应进行炉内整体热处理[1]。

98版G B150中10.4.1.1规定厚度大于30mm（焊前预热100°以上，该值为34mm）的16MnR需要进行焊后热处理，10.4.1.2规定图样注明有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气、液氨等的容器需要做热处理。10.4.1.3规定图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器需要做焊后热处理[2]。

TSGR004-2009中4.6.1规定压力容器及其受压元件应当按照设计图样和本规程引用标准要求进行焊后热处理。相关引用标准包括GB150《钢制压力容器》最新版[3]。

GB150-2011中8.2.2.1规定焊接接头厚度大于32mm（焊前预热100°以上，该值为38mm）的Q345材料需要进行焊后热处理。8.2.2.2图样注明有应力腐蚀的容器。8.2.2.3用于盛装毒性为极度或者高度危害介质的碳素钢、低合金钢制压力容器。8.2.2.4当有关标准或图样另有规定时[4]。

防止氢脆的措施除了杜绝和减少氢的来源（如焊接时采用低氢型焊条等）和使氢成为无害的氢分子（H2）在金属表面逸出外，还应从改善受力条件，消除残余应力和合理选择材料等几方面考虑[5-8]。

2 检验结果

针对该台容器，制定的检验方案包括壁厚测定、超声波、磁粉、硬度等无损检测方法。壁厚测定未发现明显减薄，超声波也未发现缺陷，硬度测试均大于130HB。磁粉检测结果如图1所示。

3 结论与建议

该类反应容器按照目前的规范来制造时，无需进行焊后热处理，但是从该容器使用后的检测结果看，热处理工艺仍需重视，建议仍采用热处理工艺。

压力容器腐蚀失效案例中，腐蚀疲劳、应力腐蚀及氢致开裂等应力作用下的腐蚀失效模式占1/2以上，点蚀、缝隙腐蚀失效所占的比例较为明显，点蚀经常引发腐蚀疲劳、应力腐蚀的发生。因此，局部腐蚀尤其是应力腐蚀应是防腐工作的重点。特别是残余应力加氢腐蚀环境的腐蚀应在设计制造时得到重视。

参考文献

[1] 国家质量技术监督局. 压力容器安全技术监察规程. 北京：中国劳动社会保障出版社，1999

[2] 国家质量技术监督局. 钢制压力容器. 北京：中国标准出版社，1998

[3] 国家质量监督检验检疫总局. 固定式压力容器安全技术监察规程. 北京：新华出版社，2009

[4] 国家质量监督检验检疫总局. 压力容器. 北京：中国标准出版社，2011

[5] 盛水平，韩树新，杨象岳，等.基于失效模式的在役压力容器检验[J]. 石油化工设备，2012，41（2）：88-93

[6] 韩树新，盛水平.承压类特种设备实用技术[M].北京：机械工业出版社，2009

[7] 盛水平，王兵，余兵.基于TOFD和AE技术的高压多层包扎储罐的结构完整性评价与安全评估[J].无损检测，2010，14（4）：139-143

[8] 陈学东，王冰，关卫和，等.我国石化企业在用压力容器与管道使用现状和缺陷状况分析及失效预防对策[J].压力容器，2001，18（5）：43-53