一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法，包括以下步骤：S1：输入加氢反应器母材和内壁堆焊层的几何参数和运行参数；S2、输入氢在母材和第j层堆焊层中的扩散指前因子D0、扩散激活能ED、溶解热ΔHs和常数S0；S3、根据运行温度T计算该温度下氢在母材、第j层堆焊层的扩散系数D和溶解度S；S4、计算在母材与第1层堆焊层界面处的氢压Pb；S5、根据运行温度T时甲烷压力与氢压关系曲线，确定出压力为Pb的氢气在加氢反应器母材中产生的甲烷压力Pm；计算出蠕变空洞总内压PV；S6、建立考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变本构模型，计算出加氢反应器母材的蠕变寿命tf。该发明专利技术的优点在于：有效确定出高温氢对加氢反应器母材蠕变寿命的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法
本专利技术涉及材料本构模型与力学行为领域，尤其是一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法。
技术介绍
加氢反应器是炼油、石油化工中的核心设备，通常在高温、高压和临氢的恶劣环境下工作，所以它要求材料具有良好的高温强度和优良的抗蠕变变形、抗蠕变脆化、抗回火脆性、抗氢脆的能力等，其首选母材为低合金铁素体钢12Cr2Mo1V。同时为降低母材中的氢浓度，往往在母材表面堆焊一层TP309L(过渡层)和一层TP347奥氏体不锈钢，防止产生氢腐蚀和氢致剥离。伴随原油品质重质化和超重质化、重质油裂化和煤液化等新工艺的出现，加氢反应器的介质环境和操作工况变得更为苛刻，也出现了超大直径、超大壁厚的加氢反应器，目前最大的加氢反应器壳体质量达2400吨，直径为4.85米，其壁厚超过300毫米。由于在高温高压下运行，蠕变是加氢反应器设计需要考虑的重要失效模式之一。在高温条件下氢能以氢原子的形式进入材料中，并与不稳定碳化物发生所谓的甲烷反应，由此产生的甲烷气体会聚集在材料缺陷或空洞处，从而对蠕变变形与损伤产生加速作用。但是，以往的加氢反应器母材蠕变寿命预测并没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入加氢反应器母材和内壁堆焊层的几何参数和运行参数，所述内壁堆焊层为n层，几何参数和运行参数包括母材壁厚tb、第j层堆焊层厚度tcj、运行温度T和运行氢分压P0，其中j＝1,2,…,n；S2、输入氢在母材中的扩散指前因子D0b、扩散激活能EDb、溶解热ΔHsb和常数S0b；输入氢在第j层堆焊层中的扩散指前因子D0cj、扩散激活能EDcj、溶解热ΔHscj和常数S0cj；S3、根据运行温度T，计算该温度下氢在母材、第j层堆焊层的扩散系数和溶解度：

【技术特征摘要】
1.一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入加氢反应器母材和内壁堆焊层的几何参数和运行参数，所述内壁堆焊层为n层，几何参数和运行参数包括母材壁厚tb、第j层堆焊层厚度tcj、运行温度T和运行氢分压P0，其中j＝1,2,…,n；S2、输入氢在母材中的扩散指前因子D0b、扩散激活能EDb、溶解热ΔHsb和常数S0b；输入氢在第j层堆焊层中的扩散指前因子D0cj、扩散激活能EDcj、溶解热ΔHscj和常数S0cj；S3、根据运行温度T，计算该温度下氢在母材、第j层堆焊层的扩散系数和溶解度：式中，R为理想气体常数，Db、Dcj分别表示氢在母材中的扩散系数、第j层堆焊层的扩散系数，Sb、Scj分别表示氢在母材中的溶解度、第j层堆焊层的溶解度，D0b、EDb、ΔHsb、S0b分别表示氢在母材中的扩散指前因子、扩散激活能、溶解热和常数，D0cj、EDcj、ΔHscj、S0cj分别表示氢在第j层堆焊层中的扩散指前因子、扩散激活能、溶解热和常数；S4、根据运行氢分压P0，计算在母材与第1层堆焊层界面处的氢压PbS5、根据运行温度T时甲烷压力与...

【专利技术属性】
技术研发人员：周煜，范志超，陈学东，徐鹏，江慧丰，郑成思，刘孝亮，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34