【摘 要】
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热壁加氢反应器长期运行在高温、高压和临氢的环境中，反应器结构材料不可避免的存在着材质性能退化和损伤等问题，对加氢反应器的安全运行构成威胁。加氢反应器不锈钢堆焊层氢剥
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热壁加氢反应器长期运行在高温、高压和临氢的环境中，反应器结构材料不可避免的存在着材质性能退化和损伤等问题，对加氢反应器的安全运行构成威胁。加氢反应器不锈钢堆焊层氢剥离问题是常见损伤形式之一。本文就评价不锈钢堆焊层抗氢剥离性能试验中存在的堆焊试块形式不一致等问题展开研究，对规范抗氢剥离性能试验方法进行了探讨。
本文分析了不锈钢堆焊层产生剥离的机理，介绍了氢在金属中扩散的理论分析模型，并针对于所采用的有限元数值计算方法，介绍了求解二维瞬态扩散问题的有限元方法。
采用有限元计算方法，对几种常见形式的堆焊试块和加氢反应器器壁中的氢扩散行为进行了计算研究。分析了充氢条件对堆焊层熔合区氢浓度峰值的影响；ASTMG146-01规范中标准试样侧面保护堆焊层的厚度对熔合区氢浓度峰值的影响；不同形式的堆焊试块在相同的充氢条件下，熔合区氢浓度峰值；针对典型的热壁加氢反应器结构，分析了正常工况条件下，堆焊层熔合区的氢浓度；计算了不同脱氢工艺对反应器堆焊层熔合区氢浓度的影响；采用高温高压气相充氢方法，对不同形式的堆焊试块进行剥离试验，验证有限元计算分析结果。根据计算研究结果，得出不同形式的堆焊试块，在相同的充氢条件下，其评定结果不具有可比性，并提出了评价堆焊结构抗氢剥离性能试验中试块选用的建议，其研究成果对规范抗氢剥离性能试验方法具有重要意义。
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