Оцінювання тривалої міцності корпусних сталей реактора гідрокрекінгу нафти з використанням параметра Ларсона-Міллера

Abstract

Досліджено високотемпературну тривалу міцність та швидкість усталеної повзучості у водні та на повітрі корпусної теплостійкої сталі типу 2,25Cr-1Mo. Сталь досліджували у вихідному стані та після їх високотемпературної деградації в наводнювальному середовищі за технологічних умов експлуатації реактора гідрокрекінгу нафти впродовж 6∙104 год у вигляді зразків-свідків. Виявлено, що незалежно від стану (вихідний чи після деградації) теплостійкої сталі її швидкість усталеної повзучості у водні вища ніж на повітрі. Встановлено, що вплив підвищення температури випроб зростає зі зниженням рівня напружень. Вплив деградації сталі на швидкість повзучості суттєво переважає вплив водню. Аналіз тривалої міцності сталі 2,25Cr-1Mo у водні з використанням температурно-часового параметра Ларсона-Міллера показав, що у вихідному стані вона має значний запас міцності, а після 6∙104 год експлуатації в реакторі її тривала міцність суттєво знижується, але ще не виходить з безпечного діапазону.

The high temperature long-term strength and steady creep rate in hydrogen and in air of heat-resistant 2,25 Cr–1Mo steel were investigated. The steel was tested in the initial state and after high-temperature degradation in hydrogenated environment under working conditions of hydrocracking reactor service for 6•104 hours as the specimen-witnesses. It was revealed for both virgin and degraded heat-resistant steel that the steady creep rate in hydrogen is higher than in air. The effect of temperature increase enhances with the stress level decrease. Steel degradation effect on the creep rate prevails over the hydrogen influence. Analysis of long-term strength of 2,25 Cr–1Mo steel in hydrogen using temperature-time Larson-Miller parameter showed a huge safety margin of steel in the initial state, and after 6•104 hours of operation in a reactor its long-term strength reduced substantially, but not yet out of the safe range.