湿硫化氢环境压力容器检验技术

　　《湿硫化氢环境压力容器检验技术》以炼油企业多台已发生湿硫化氢损伤失效的压力容器为对象进行分析，系统地介绍了炼油装置压力容器在湿硫化氢环境下氢致损伤的模式、形成机理、快速检测方法、现场诊断、在役检测、检验结论、有限元模拟、合于使用评价，以及修复和预防措施。通过理论研究、实验室试验、现场应用及仿真模拟的方式，总结并扩展了湿硫化氢环境下炼油装置压力容器检验的方式，对压力容器湿硫化氢损伤的全面检验具有重要工程意义和学术价值。

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前言
第1章 概论1
1.1 湿硫化氢损伤概述1
1.1.1 炼油装置的湿硫化氢损伤情况1
1.1.2 湿硫化氢损伤研究现状2
1.2 工程项目介绍3
1.2.1 项目来源4
1.2.2 工程意义6
1.3 本书重点及特色6
第2章 炼油装置湿硫化氢损伤模式7
2.1 炼油装置概述7
2.1.1 塔设备7
2.1.2 换热设备8
2.1.3 球形储罐9
2.1.4 催化裂化设备11
2.2 湿硫化氢环境12
2.2.1 湿硫化氢环境的定义12
2.2.2 湿硫化氢环境中设备的电化学腐蚀开裂过程12
2.3 湿硫化氢损伤模式13
2.3.1 氢鼓泡（HB）13
2.3.2 氢致开裂（HIC）14
2.3.3 应力导向氢致开裂（SOHIC）15
2.3.4 硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）15
2.4 易产生湿硫化氢损伤的条件15
2.4.1 湿硫化氢损伤的主要条件16
2.4.2 易产生湿硫化氢损伤的条件总结17
第3章 湿硫化氢损伤的形成机理18
3.1 氢鼓泡形成机理研究现状18
3.2 氢鼓泡的影响因素19
3.3 湿硫化氢损伤形成机理分析21
3.3.1 氢鼓泡设备宏观检查21
3.3.2 鼓泡空腔内气体性质的确定23
3.3.3 化学成分分析23
3.3.4 宏观和金相组织观察24
3.3.5 氢鼓泡断面观察28
3.3.6 力学性能测试30
3.4 湿硫化氢损伤机理总结31
第4章 湿硫化氢损伤的快速检测方法33
4.1 湿硫化氢损伤的特点33
4.2 湿硫化氢损伤快速检测方法34
4.2.1 目视宏观检查35
4.2.2 超声检测技术36
4.2.3 基于超声衍射时差法的快速检测37
4.2.4 相控阵超声检测38
4.2.5 电磁超声检测41
4.2.6 基于超声导波的快速检测45
4.3 其他快速检测方法53
4.3.1 红外热成像检测53
4.3.2 磁记忆检测55
4.4 各种快速检测方法的适用性55
第5章 湿硫化氢损伤的现场诊断57
5.1 人工模拟缺陷的相控阵超声检测57
5.1.1 2号试板检测试验57
5.1.2 4号试板检测试验59
5.1.3 5号试板检测试验60
5.2 湿硫化氢损伤的相控阵超声检测图谱特征61
5.3 湿硫化氢损伤压力容器割板的相控阵超声检测62
5.4 湿硫化氢损伤失效容器切割验证69
5.5 疑似湿硫化氢损伤压力容器的现场诊断应用75
5.5.1 含外壁氢鼓泡的压力容器的在役相控阵超声检测75
5.5.2 含内部分层缺陷的压力容器的相控阵超声诊断76
第6章 湿硫化氢损伤的在役检测79
6.1 声发射在役检测技术79
6.1.1 声发射检测原理79
6.1.2 声发射检测在压力容器检验中的应用80
6.1.3 声发射检测在储罐检验中的应用实例80
6.2 电磁超声在役检测技术83
6.2.1 氢致损伤设备情况83
6.2.2 在役检测方法84
6.3 检测结果分析84
6.4 湿硫化氢环境下炼油装置检测验证及筛选条件优化88
6.4.1 装置的现场检测验证情况88
6.4.2 易产生湿硫化氢损伤的筛选条件优化90
第7章 湿硫化氢损伤检验结论92
7.1 常规金属压力容器安全状况定级92
7.1.1 评定原则92
7.1.2 材料问题92
7.1.3 结构问题92
7.1.4 表面裂纹及凹坑93
7.1.5 咬边94
7.1.6 腐蚀94
7.1.7 焊缝埋藏缺陷94
7.1.8 其他问题95
7.2 湿硫化氢环境压力容器检验结论96
7.2.1 湿硫化氢环境分类96
7.2.2 易发生湿硫化氢损伤的设备及部位97
7.2.3 湿硫化氢损伤检验方案97
7.2.4 湿硫化氢损伤检验项目97
7.2.5 湿硫化氢环境下压力容器安全状况定级99
第8章 湿硫化氢损伤的有限元模拟100
8.1 湿硫化氢环境下氢扩散的数值模拟100
8.1.1 扩散理论100
8.1.2 基体及夹杂第二相的氢扩散模拟104
8.1.3 基体中含裂纹情况下的氢扩散模拟110
8.2 含氢鼓泡筒体材料的K因子计算及可靠性评估117
8.2.1 断裂力学概述117
8.2.2 单个氢鼓泡裂纹的有限元分析119
8.2.3 多个氢鼓泡裂纹的有限元分析129
8.3 含氢鼓泡充氢材料的弹塑性有限元分析134
8.3.1 J积分概述134
8.3.2 充氢材料实验数据处理135
8.3.3 含氢鼓泡筒体的弹塑性有限元模拟136
第9章 湿硫化氢损伤的合于使用评价146
9.1 合于使用评价概述146
9.1.1 合于使用评价含义146
9.1.2 合于使用评价的发展147
9.1.3 我国相关法规标准148
9.2 合于使用评价具体步骤150
9.2.1 等级一评价准则150
9.2.2 等级二评价准则152
9.2.3 等级三评价准则154
9.2.4 鼓泡检测方法154
9.3 合于使用评价154
9.3.1 鼓泡A安全评价155
9.3.2 鼓泡B、C、D安全评价156
9.3.3 鼓泡E安全评价159
9.3.4 鼓泡F安全评价159
9.3.5 合于使用评价汇总160
第10章 湿硫化氢损伤的修复和预防措施162
10.1 湿硫化氢损伤的修复措施162
10.1.1 氢鼓泡的修复补焊综合分析162
10.1.2 修复补焊前的准备工作163
10.1.3 氢鼓泡的补焊方式163
10.1.4 氢鼓泡修复补焊技术要求和焊接工艺164
10.1.5 修复补焊方法和注意事项164
10.2 湿硫化氢损伤的预防措施165
10.2.1 采用化学镀技术减少氢鼓泡165
10.2.2 湿硫化氢损伤的预防措施总结168
参考文献170