高温氢损伤失效行为与控制措施研究进展

石化设备的腐蚀问题一直困扰着石油化工企业,对企业安全生产和装置长周期运行产生不良影响。随着石油炼制、合成氨及甲醇等工业的发展,生产装置不断出现高温氢损伤问题,需要采取合理措施降低高温临氢设备和管道的损伤风险。归纳分析了高温临氢环境下碳钢和低合金钢的高温氢损伤腐蚀机理、影响因素、检测方法及其适用性;此外,介绍了高温氢损伤敏感性评价方法及量化等级,并从合理选材、衬里防护和运行操作等方面提出了腐蚀控制措施,为高温临氢环境设备和管道的安全运行提供经验借鉴与技术支撑。

LaNi_(5-x)M_x高温氢化时的歧化行为研究

借助Ｘ射线衍射、差热分析及电化学方法，研究了吸氢合金ＬａＮｉ５－ ｘＭｘ 在高温氢化反应时的歧化行为及其反应产物的电化学性能．结果表明，ＬａＮｉ５－ ｘＭｘ 在２．５ＭＰａ 氢压和大于５５０ ℃保温一定时间后可发生明显歧化反应，并析出纳米相Ｎｉ．歧化反应的程度与加热温度、时间、第三组元Ｍ 及合金的生成焓关系密切．电化学交换电流密度测定表明。

对美国一起高温氢腐蚀重大事故的反思

介绍了美国TESORO公司阿那科特斯炼厂催化重整装置石脑油预加氢单元换热器高温氢腐蚀所致火灾爆炸事故的概况、经过、事故原因及调查分析过程。就高温氢腐蚀,结合国内炼化行业生产实际进行了分析反思,并提出安全生产建议。

高温氢和硫化氢混合气体对设备的腐蚀及防护

论述了石油化工装置处于高温氢和硫化氢混合气体时对设备的腐蚀机理和腐蚀过程的影响因素;对高温H2-H2S腐蚀提出了防护措施。

高温氢腐蚀的超声波检测

简要介绍高温氢腐蚀机理及其常用的几种超声检测方法,最后对高温氢腐蚀超声检测可靠性及如何提高可靠性进行了简单分析。

高温氢还原法制备纳米硅/石墨烯复合材料的结构与电化学性能

将Hummers法制备的氧化石墨烯(graphene oxide,GO)与纳米硅粉进行超声复合和高温氢还原,制备锂离子电池用纳米硅/石墨烯(Si/G)复合材料。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和Raman光谱分析,对Si/G复合材料的形貌与结构进行分析与表征,并测试其电化学性能。结果表明,通过高温氢还原,氧化石墨烯全部还原为石墨烯,无其它杂质相生成。石墨烯包覆在纳米硅颗粒表面,形成层状复合结构;与纯纳米硅粉相比,Si/G复合材料的电化学性能明显提高,在300 m A/g电流密度下,首次放电比容量为2 915.0(m A·h)/g,首次充电比容量为1 080.5(m A·h)/g,20次循环后比容量稳定在969.6(m A·h)/g,库伦效率为99.8%;而纯纳米硅粉的首次放电比容量和首次充电比容量分别为932.7和349.4(m A·h)/g,20次循环后比容量仅为6.4(m A·h)/g。

加氢装置高温氢损伤机理与风险分析

近年来国内外多家大型石化公司高温临氢环境中的加氢装置设备与管道发生了腐蚀泄漏事故。根据部分加氢装置风险评估的数据及国内外高温氢损伤机理的研究进展,分析了发生高温氢损伤的关键因素。结果表明:国内部分加氢装置设备与管道选用材料的抗高温氢损伤能力不足,存在较高的风险。因此对这些设备或管道的选材与操作提出了降险的措施与建议,避免或减缓腐蚀的发生。

合成氨装置中高温氢腐蚀问题探讨

探讨合成氨装置中的高温氢腐蚀问题,结合实际说明高温氢腐蚀的影响因素,提出预防高温氢腐蚀的措施。

高温氢气退火提高硅片质量的研究

研究了硅片高温氢气退火的工艺技术,实验显示,在高温1150℃,在高纯氢气氛中退火处理至少60min,在硅片表面产生约50μm以上的洁净层。测试了退火后硅片中氧的深度分布,发现硅片表面有一层低氧区,能提高硅片的质量,使氧化层错的密度降低一个数量级,测试数据还表明高温氢退火对降低COP缺陷的密度和提高氧化层的质量也有一定的效果。

Ni/La_2O_3/α-Al_2O_3中的高温脱附氢促进CH_4/CO_2重整反应的初活性

通过H2程序升温脱附实验,在H2还原的Ni/La2O3/-αAl2O3催化剂上可以明显观察到高温脱附氢(高温氢).动力学实验结果表明,随催化剂上高温氢含量的增加,CH4/CO2重整反应的初始活性升高,同时高温氢也可在重整反应过程中原位生成,并使重整反应的活性最终达到稳定.脉冲实验结果表明,随催化剂上高温氢含量的增加,CH4解离后生成的活性中间体CHx物种的x值也增大,进而降低了CHx与CO2反应的活化能,提高了CHx与CO2反应的速率.La2O3助剂的添加提高了Ni/La2O3/-αAl2O3催化剂上逆水气变换反应的速率,并且对CO2的活化也有促进作用.La2O3助剂的加入对于CH4/CO2重整反应的重要作用是使高温氢的数量增多且稳定性提高,有利于保持CHx物种中较高的x值,促进重整反应.

初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响

通过间歇实验,考察了初始pH（4.0-10.0）对木薯酒精废水高温（60℃）厌氧产氢的影响.结果表明,初始pH6.0为高温厌氧产氢的最佳值,累积产氢量为383 mL,单位基质产氢量为70 mL.g-1.挥发性有机酸（VFA）和乙醇的总量随着pH的升高而升高,乙酸的含量越来越大,但丁酸始终占优势.接种污泥在90℃的水浴中加热1 h不能有效地抑制产甲烷菌和同型产乙酸菌的活性,当初始pH在6.0~10.0时,发现不同程度的氢消耗,并且在初始pH9.0和10.0时,发酵末期均检测到甲烷.发酵过程中对底物变化的跟踪分析表明,氢气主要在丁酸生成过程中产生,与乙酸关系不大.

1株高温型厌氧产氢细菌的分离与鉴定

利用平面夹层和平板培养瓶厌氧法从油田区的岩石中分离到8株细菌,经气体组成及产氢能力检测,发现其中2株细菌具有产氢能力。在60℃高温条件下,菌株ZX-1的氢转化率最高,为1.8mol H2.mol-1葡萄糖。该菌为革兰氏阴性、杆菌、有芽孢、无鞭毛,菌体大小为(0.35～0.45)μm×(2～8)μm;菌落特征表现为圆形、乳白色、表面光滑、不透明;生理生化试验结果表明,明胶液化、硝酸盐还原、柠檬酸盐利用、葡萄糖为阳性,氧化酶、淀粉水解、V-P反应为阴性,初步鉴定为短芽孢杆菌属(Brevibacillus)。经16S rDNA PCR扩增及测序结果表明,该菌序列与Brevibacillus borstelensis的序列相似性达100%,进一步确定该菌为波茨坦短芽孢杆菌。

长期高温高压氢暴露对Cr-Mo钢断裂韧性和裂纹行为的影响

选用Cr-Mo钢经400℃,20MPa,104h氢暴露后进行拉伸、断裂韧性和疲劳试验.结果表明:Cr-Mo钢已经发生了氢腐蚀,氢蚀使Cr-Mo钢强度、塑性和断裂韧性均有所降低,也使断裂机制由韧窝型转变为解理脆性.氢蚀使疲劳裂纹扩展行为也发生了变化,疲劳裂纹扩展速率增加,ΔKth降低.Cr-Mo钢氢蚀后,随应力比增加,疲劳裂纹扩展门槛值大幅度降低.

高温除氢对镀金层表面可焊性的影响

以4J29可伐合金为基材进行镍/金/镍/金交叉电镀,采用声扫显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、聚焦离子束等手段研究了高温除氢对镀金层表面可焊性的影响。提高除氢温度有利于减少封装外壳内部的氢含量,但会促使镀镍层中的镍元素向镀金层扩散。当除氢温度为150℃时,镀金层与镀镍层结合处检测出镍元素;当除氢温度达350℃时,镀金层表面检测出镍元素;当除氢温度达450℃时,镀金层表面的镍多达21.32%(原子分数),并发生氧化。高温除氢使得镀金层成分和结构发生变化,致使镀金层表面焊料流散性变差,焊接孔隙率增大,焊接可靠性下降。

苯加氢装置1080管线长期在高温临氢工况下服役后材料损伤分析

对1080管线进行了现场取样,通过试验研究了强度、韧性等材料性能的变化,结果表明材料的塑性和韧性指标下降明显。

高温高压氢腐蚀研究回顾与展望(二)

综述了高温高压氢腐蚀的工业背景与研究发展历史，对高温高压氢腐蚀的评定方法和实验方法进行了概括，给出了高温高压氢腐蚀的热力学和动力学研究体系，讨论了氢蚀检测技术和有关焊接部位氢蚀研究的进展。

高温临氢管道材料的损伤和安全评估

本文通过对退役不锈钢管道的取样测试 ,进行了材料的化学成分的检验、金相组织的分析、材料室温和高温条件下主要力学性能的测试。结果表明 ,主要性能指标仍符合规范和标准的要求 ,该管材在目前工况下还可继续使用。

液化气高温加氢净化工艺

介绍了一种液化气高温加氢净化工艺,原料经过高温加氢,烯烃转化为烷烃的同时,硫化物、氧化物、氮化物及卤化物分别转化为硫化氢、水、氨和卤化氢,通过碱洗的方法将其脱除,满足铂系催化剂进料要求。其主要优点是流程短、投资小、费用低、固废少。

分析高温临氢与硫化氢工况管道材料的选用

煤化工装置中的管道材料在高温临氢与硫化氢工况下会产生高温氢腐蚀和高温硫化氢腐蚀,严重影响材料的力学性能。阐述了高温氢腐蚀和高温硫化氢腐蚀的机理及影响因素,结合国内某煤化工装置管道材料的选用实例,提出管道材料选用的方法。