一种回火脆化程度预测方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开一种回火脆化程度预测方法、系统、电子设备及存储介质，涉及加氢反应器回火脆化程度预测领域，方法包括获取加氢反应器的回火脆化表征指标和影响参数；对所述回火脆化表征指标和所述影响参数进行量纲分析，得到无量纲量表达式；根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式进行非线性回归分析，确定各回火脆化表征指标预测公式；根据各所述回火脆化表征指标预测公式对回火脆化程度进行预测。本发明专利技术能提高加氢反应器回火脆化的预测精度。火脆化的预测精度。火脆化的预测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种回火脆化程度预测方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及加氢反应器回火脆化程度预测领域，特别是涉及一种回火脆化程度预测方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]加氢反应器是石油化工和煤化工的核心设备，广泛应用于加氢裂化、加氢精制、加氢脱硫以及煤液化等工艺中。加氢反应器服役条件苛刻，长期运行于高温高压和临氢环境中，存在回火脆化、氢脆化和堆焊层剥离等材质劣化问题，其中回火脆化是加氢反应器长期服役过程中材质劣化的最主要损伤模式。对回火脆化的准确评估，是保障加氢反应器安全运行的重要手段之一。
[0003]回火脆化的程度通过韧脆转变温度(DBTT)来衡量，而DBTT的确定有两种方式。一是将冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度(FATT)作为DBTT，另一种是将冲击功为54J对应的温度(Tr54)作为DBTT。同时，测试评估时间点和制造出厂时对应的FATT和Tr54的差值
△
FATT和
△
Tr54，也是表征回火脆化DBTT程度的指标。回火脆化通常与加氢反应器材质(脆性敏感性系数X/J因子)、操作温度、操作压力、服役时间等因素相关。此外，大量工程经验和行业共识表明，加氢反应器的母材和焊缝回火脆化的程度不同，在相同的服役条件下，焊缝的回火脆化程度明显严重于母材。因此，在回火脆化的确定中，母材和焊缝应该分别确定回火脆化程度，且应考虑材质、操作参数和服役时间等因素的影响。
[0004]对上述FATT、Tr54、
△
FATT和r/>△
Tr54的确定，可以通过实验表征和数值预测两种方式。其中前者是在反应器内内置挂块，在定期检验期间将其取出通过拉伸和冲击等实验确定。而定期检验周期时间长(通常3
‑
4年)，且挂块在测试中不断消耗，在加氢反应器服役后期挂块数量极其有限，而加氢反应器在服役后期回火脆化造成的安全问题更严重。因此该种方法存在评估时间间隔周期长、后期评估挂块欠缺的问题。
[0005]当前对加氢反应器的预测主要参考美国石油协会发布的API 579
‑
2016标准，采用50％、95％和99％的置信限来预测加氢反应器的DBTT脆化值FATT：
[0006]FATT|
99％
＝
‑
8.0043
×
10
‑4J2+0.7267J
‑
15.416 (1)
[0007]FATT|
95％
＝
‑
8.5424
×
10
‑4J2+0.7746J
‑
48.782 (2)
[0008]FATT|
50％
＝
‑
5.5147
×
10
‑4J2+0.5757J
‑
77.321 (3)
[0009]其中J是由材料元素含量计算的脆性敏感性系数：
[0010]J＝(w
Si
+w
Mn
)
×
(w
p
+w
Sn
)
×
10
4 (4)
[0011]其中，w
Si
为硅含量、w
Mn
为锰含量、w
p
为磷含量、w
Sn
为锡含量。该方法在工程上获得了广泛应用，对回火脆化的评估具有重要作用，但该方法存在如下问题：(1)母材和焊缝回火脆化差异很大，该式对焊缝和母材采用同样的公式预测；(2)FATT的预测结果与材质因素(X/J系数)、操作参数(温度和时间)、服役时间因素相关，该式只考虑了材质因素J系数；(3)FATT、Tr54、
△
FATT和
△
Tr54均是表征DBTT的参量，当前只有FATT的预测；(4)FATT的量纲是温度、J系数是无量纲量，该式量纲不统一，且对FATT与J系数的关系以二次函数形式表达，
其变化规律不符合工程实际。因此，存在加氢反应器回火脆化的预测不准确的问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供一种回火脆化程度预测方法、系统、电子设备及存储介质，以提高加氢反应器回火脆化的预测精度。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0014]一种回火脆化程度预测方法，包括：
[0015]获取加氢反应器的回火脆化表征指标和影响参数；所述回火脆化表征指标包括冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度、冲击功为54J对应的温度、测试评估时间点和制造出厂时对应的冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度的差值以及测试评估时间点和制造出厂时对应的冲击功为54J对应的温度的差值；所述影响参数包括操作温度、操作压力、服役时间、壁厚、材料密度和脆性敏感性系数；
[0016]对所述回火脆化表征指标和所述影响参数进行量纲分析，得到无量纲量表达式；
[0017]根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式进行非线性回归分析，确定各回火脆化表征指标预测公式；
[0018]根据各所述回火脆化表征指标预测公式对回火脆化程度进行预测。
[0019]可选地，对所述回火脆化表征指标和所述影响参数进行量纲分析，得到无量纲量表达式，具体包括：
[0020]构建所述回火脆化表征指标和所述影响参数的数据集；
[0021]对所述数据集进行量纲分析，得到无量纲量表达式。
[0022]可选地，根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式进行非线性回归分析，确定各回火脆化表征指标预测公式，具体包括：
[0023]根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式构建回火脆化表征指标与无量纲量之间的函数关系；
[0024]根据所述函数关系、所述回火脆化表征指标和所述影响参数对所述回火脆化表征指标进行非线性回归，得到各回火脆化表征指标预测公式。
[0025]本专利技术还提供一种回火脆化程度预测系统，包括：
[0026]获取模块，用于获取加氢反应器的回火脆化表征指标和影响参数；所述回火脆化表征指标包括冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度、冲击功为54J对应的温度、测试评估时间点和制造出厂时对应的冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度的差值以及测试评估时间点和制造出厂时对应的冲击功为54J对应的温度的差值；所述影响参数包括操作温度、操作压力、服役时间、壁厚、材料密度和脆性敏感性系数；
[0027]量纲分析模块，用于对所述回火脆化表征指标和所述影响参数进行量纲分析，得到无量纲量表达式；
[0028]非线性回归分析模块，用于根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式进行非线性回归分析，确定各回火脆化表征指标预测公式；
[0029]预测模块，用于根据各所述回火脆化表征指标预测公式对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回火脆化程度预测方法，其特征在于，包括：获取加氢反应器的回火脆化表征指标和影响参数；所述回火脆化表征指标包括冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度、冲击功为54J对应的温度、测试评估时间点和制造出厂时对应的冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度的差值以及测试评估时间点和制造出厂时对应的冲击功为54J对应的温度的差值；所述影响参数包括操作温度、操作压力、服役时间、壁厚、材料密度和脆性敏感性系数；对所述回火脆化表征指标和所述影响参数进行量纲分析，得到无量纲量表达式；根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式进行非线性回归分析，确定各回火脆化表征指标预测公式；根据各所述回火脆化表征指标预测公式对回火脆化程度进行预测。2.根据权利要求1所述的回火脆化程度预测方法，其特征在于，对所述回火脆化表征指标和所述影响参数进行量纲分析，得到无量纲量表达式，具体包括：构建所述回火脆化表征指标和所述影响参数的数据集；对所述数据集进行量纲分析，得到无量纲量表达式。3.根据权利要求1所述的回火脆化程度预测方法，其特征在于，根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式进行非线性回归分析，确定各回火脆化表征指标预测公式，具体包括：根据所述回火脆化表征指标、所述影响参数和所述无量纲量表达式构建回火脆化表征指标与无量纲量之间的函数关系；根据所述函数关系、所述回火脆化表征指标和所述影响参数对所述回火脆化表征指标进行非线性回归，得到各回火脆化表征指标预测公式。4.一种回火脆化程度预测系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取加氢反应器的回火脆化表征指标和影响参数；所述回火脆化表征指标包括冲击实验试块断口纤维率为50％对应的温度、冲击功为54...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娟波，韩志远，康昊源，谢国山，陈昇，成雷，白学刚，袁军，邢健，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：