I-附录1.doc

附录I-高温氢裂解（HTHA）技术模块 I．1 范围 高温氢裂解（HTHA）发生在高温下遭受氢局部高压的碳钢和低合金钢。这是原子氢扩散到钢中且在微观结构上与碳化物反应的导致的结果。伴随HTHA有两个反应。首先氢分子必须分解为氢原子，该氢原子扩散到钢中。 H2═2H（氢的分解） 形成氢原子的反应在高温和局部氢高压是更易发生。它导致的结果是温度和氢局部高压的增加，还是HTHA增加的驱动力。第二种反应是发生在原子氢和金属碳化物间。 4H+MC═CH4+M HTHA的破坏可分为两种形式：脱碳和裂隙，这是由于甲烷气体在碳化物的晶体交界处的聚集造成的；表面脱碳，其产生是由于原子氢与在表面或靠近表面处碳化物的反应产生的，此处甲烷气体能逃逸而不产生裂隙。高氢局部压力下，在检测碳钢、C1/2Mo钢和Cr-Mo时内部裂隙非常常见，而表面脱碳则主要在较高温度和较低氢局部压力下的Cr-Mo钢内常能够观察到。 当增加钢中合金含量，从而增加有氢存在时碳化物的稳定性时能够减少HTHA。因此，仅含Fe3C的碳化物比任何Cr-Mo钢具有明显低的抗HTHA，含有Cr和Mo的碳化物更稳定更能抵抗HTHA。 历史上，抗HTHA的预测是基于工业经验，这种经验人们已经测绘出碳钢和低合金钢能正常使用而不发生HTHA破坏时的温度和局部氢高压区域的一系列曲线。这些被称为内森（Nelson）曲线的曲线时基于API推荐方法941的工业经验。 I．2 技术模块筛选问题 表I-1所列HTHA筛选问题常用来确定是否该进入HTHA模块。 I．3 基本数据 表I-2所列数据如果可得，则可应用到碳钢和低合金钢的HTHA敏感性估计中。如果精确的工艺状况不可知，则可根据经验丰富的工艺工程以获得最佳估计值。 I．4 基本假设 HTHA敏感性是基于高温下设备露置在高压下的氢的时间判定的。单个参数，Pv，被用来提出作为在温度和氢局部压力下的相关时间。这个参数在文献中的定义如下： Pv＝log(PH2)+3.09×10-4（T）(log(t)+14) 这里 PH2＝氢局部压力 单位：kgf/cm2 (1kgf/cm2=14.2psia), T=温度 单位：oK (oK=oC+273), t＝时间 单位：小时 该参数能够用于定义一种材料受到HTHA破坏的敏感性。对于这一技术模块的基础，受到HTHA破坏的敏感性是建立在给定的温度和氢局部压力的联合作用下工作的200，000小时。 I．5 敏感性的确定 基于Pv的计算和基本假设，碳钢和低合金钢对HTHA的敏感性已在表I-3所示的范围定义出。 I．6 检测有效性 HTHA的性质使利用常规检测技术检测非常困难。表I-4对探测HTHA常用的检测技术举出例子。 I．6 技术模块子参数的确定 此技术模块假定了HTHA敏感性是由表I-3确定的。敏感性分为高，中，低或不敏感。根据这一分为高，中，低的敏感性，反应未检测或监测状况的刚度指数也确定出。利用表I-2的基本数据，见图I-1以确定HTHA技术模块子参数。 如果执行了有效的检测并且未检测出损伤，则技术子参数可以下调。对于损伤的应力腐蚀裂纹的类型，如果在检测期间发现损伤，则对子参数做显著的上调。应该注意的是一旦损伤被发现，则应执行一致性的评估。如果检测期间发现损伤，则一般水平技术模块子参数应该按照以下进行上调，如果未检测出损伤，则对于检测有效性的不同水平的一般水平技术模块子参数应该按照以下进行下调。以下包括第一次检测和第二次检测都未发现HTHA损坏的记录。 表I-5对HTHA敏感性和检测程度的不同水平提供技术模块子参数。该表也给出了检测未发现HTHA损坏时的技术子参数。技术模块子参数已经提供了两种检测。对大多数检测方法，技术模块子参数保持恒定。 附录J－炉管的技术模块 J．1 分析的可能性 J．1．1 介绍 炉管失效的可能性直接根据以下长期蠕变一般失效频率的熔炉技术模块进行计算。如果短期蠕变可能发生，则一般失效频率乘以一个100的系数，如表J-1所示。 J．1．2 范围 这一模块为外部火焰炉管建立了一个损坏系数（失效修正的可能性）。在精炼厂加热器里，此技术模块应用到铁素体钢（碳钢和到12Cr的低合金钢）和奥氏体不锈钢（型号304，316，321和347）管。这些管子被假定为常直接受热，吸收热量和关闭在燃烧室内。该模块用于由长期受到高温与短期过热时引起的损坏。 J．1．3 技术模块筛选问题 J．1．4 基本数据 表J-3所列基本数据是确定炉管技术模块子参数所需最小值。 J．1．5 基本假设 J．1．5．1 一般来讲，精炼厂里