1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

随着经济的不断发展，世界石油资源稀缺，石油品质变差，对设备的要求越来越高，对设备材料的腐蚀性也越来越强。加氢反应器作为石油加工过程中的一个重要和关键设备，由于该设备长期在高温、高压和临氢等较为恶劣的环境下服役，容易导致反应器材料的变化和损伤[1]。 而且，加氢反应器的制造费用昂贵，外加上其操作条件非常苛刻，在发生事故时，往往会造成严重后果[2]。 所以，加强氢化精炼反应器的日常管理和维护，严格按照”固定压力容器安全技术监测程序”（tsg r0004-2009）做好监测检测以及制造过程和运行的综合检查，及时发现安全隐患，减少和控制事故发生的风险是十分重要和必要的[3]。

日本钢铁厂在1963年生产第一个氢化反应器，该反应器作为第一代加氢反应器的标志[4]。cr-mo板（少量锻造）用不锈钢复合板焊接完成,20世纪70年代前后不锈钢板焊接或锻造结构更换[5]。由于加氢反应器在高温、高压、临氢的条件下服役，钢材料的脆性发生变化，所以，有关回火脆化问题开始研究[6]。目前在服役的加氢反应器结构形式有多层结构、板焊结构、和锻焊结构这三种[7]。由于在加氢过程中存在气、液、固三相的放热反应，为了使反应进行地充分、有效地接触加氢反应器设计了多个催化剂床层，以确保加氢反应器能安全平稳的生产[8]。随着工业生产的进步，在满足新的加工技术和大规模的要求的同时，国内技术人员不断开发新型钢，如2.25cr-1mo-v[9]，这种钢被称为”抗氢”钢[10]。随着煤液化和重油裂化等新技术的出现，使用加氢反应器要有更高的压力和温度，传统的cr-mo钢不能满足要求。其中，由于所用2.25cr-1mo-v钢的优点，特别是具有更好的抗蠕变性和更高的高温强度[11]，到目前为止，这种钢已被广泛应用，已成为制造加氢反应器的主要材料[12-13]。2.25cr-1mo-v钢常用为加氢反应器的筒体材料，因为服役条件的原因，不锈钢堆焊层产生开裂，甚至穿透堆焊层而进入强度层材料，使加氢反应器中处理的含氢和硫化氢的介质2.25cr-1mo-v材料接触，就会出现腐蚀[14-16]。而且2.25cr-1mo-v钢中含有少量的s、p、si和非金属夹杂物，影响其回火脆性，所以还要对其成分进行必要的控制[17-18]。

加氢反应器的使用环境是出现加氢反应器材料发生损伤和破坏的最大影响因素。当钢处于高温氢气环境中时，氢会随着服役时间的延长，慢慢地渗入钢内，进入钢中，形成梯度分布，并与晶粒间的碳化物反应产生甲烷。由于甲烷气体的分子量比较大，不能在钢内扩散而逸出，被保留在钢内。随着服役时间的延长，反应生成的甲烷量不断增多，聚集在一起的甲烷就会形成一定的压力，在设备压表面内发生开裂，这时候就会发生氢腐蚀[19-21]。渗入钢中的氢即使不和碳发生反应生成甲烷，但由于氢分子比甲烷分子小，并且其在钢中的扩散能力小，氢容易聚集在晶界的原始微观间隙或亚微米孔中，以形成局部高压，应力集中部位变宽并发展成裂纹，它导致钢的强度、塑性、韧性降低，材料的脆性增大，这种性质变化是不可逆的，即使热处理不能消除。在高温和高压状态[22-23]，氢将不断渗入设备材料内，并且不断从设备内表面到内部扩散。在设备停车过程中，少部分氢气从设备表面逸出，而大部分则保留在设备材料中。当设备温度下降到一定程度时，质量分数中的溶解氢将超过设备材料在相应温度下的固溶限制。温度越低，保留在设备材料中氢的过饱和度越大。因此，在室温条件下，渗入氢设备材料近的伸长率和横截面收缩率可能显着降低，并且可能引起亚临界裂纹扩展。然而，如果在某些条件下释放氢，则可以恢复钢的机械性能[24-25]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

通过查阅文献掌握加氢反应器在服役过程中存在的损伤类型及损伤机理，针对存在裂纹的加氢反应器应用GB19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》中对单一裂纹的的评定方法，然后根据加氢反应器接管的设计参数和服役条件，计算其应力。最后对加氢反应器接管中的裂纹进行安全评定。