Для изготовления реакторов гидрокрекинга (диаметры DBH ~ 3200 мм, толщина стенки ~200 мм) за рубежом применяют хромомолибденовую сталь типа сталей, соответствующих ASTM А387 гр. 22 кл. 2. В РФ реакторы изготавливаются из стали 15Х2МФА-А, которая нашла широкое применение в производстве атомных реакторов (табл. 6.10) [43, 44]. Перспективными являются стали марок 10Х2М1А-А и 10Х2ГНМА- А, которые требуют для этой цели освоения в виде крупногабаритных поковок и толстолистового проката.
Механические свойства стали 15Х2МФА-А при 20 С; σв = 490—735 МПа, σ0,2 > 392 МПа, δ5 > 14 %, ψ > 50 %.
В интервале рабочих температур процесса гидрокрекинга в присутствии водорода и сероводорода хромомолибденовые стали обычной выплавки проявляют склонность к охрупчиванию из-за ликвации примесей фосфора, олова, мышьяка и сурьмы по границам зерен. Поэтому содержание этих элементов в сталях, предназначенных для оборудования процесса гидрокрекинга, ограничивают пределами, указанными в табл. 6.10, что обеспечивается выплавкой стали на чистой по вредным примесям шихте. Реакторы из стали 15Х2МФА-А изготавливают в ковано-сварном исполнении. Сварку производят материалами, обеспечивающими состав металла шва, идентичный основному металлу, с требованием к качеству сварных соединений по нормативам изготовления ядерных реакторов [45]. В процессе изготовления элементы реактора подвергаются неоднократному промежуточному отпуску при 670 °С и окончательному отпуску при 710—720 °С.
С целью защиты от водородной и сероводородной коррозии внутреннюю поверхность реакторов наплавляют аустенитным металлом. (При отсутствии наплавки скорость коррозии металла может достигать несколько мм в год). Наплавку проводят ленточным электродом марки св-07Х25Н13 или 309L (1 слой) и св-04Х20Н10Г2Б или 347L (последующие слои)—табл. 6.11. Толщина наплавки— не менее 7 мм.
Таблица 6.10. Химический состав сталей
Марка стали | Содержание элементов, % | |||||||||||||
С | Si | Mn | Cr | Мо | V | Ni | Сu | Со | As | S | P | Sb | Sn | |
не более | ||||||||||||||
15Х2МФА-А (ТУ 108.131-86) | 0,12-0,17 | 0,17-0,37 | 0,3-0,6 | 2,75-3,0 | 0,6—0,8 | 0,25-0,30 | 0,40 | 0,10 | 0,025 | 0,010 | 0,015 | 0,012 | 0,005 | 0,010 |
10Х2М1А-А (ТУ 108.13.39-89) | <0,15 | <0,5 | 0,3-0,6 | 2,0-2,5 | 0,9-1,1 | — | 0,20 | 0,20 | — | 0,02 | 0,010 | 0,012 | 0,004 | 0,018 |
10Х2ГНМА-А (ТУ 108.11.862-86, опытная партия) | 0,08-0,12 | 0,17-0,37 | 0,9-1,3 | 1,9-2,3 | 0,45-0,65 | — | 0,15-0,65 | 0,30 | — | 0,009 | 0,010 | 0,012 | 0,0075 | 0,009 |
ASTМ А387 гр. 22 кл. 2 | <0,15 | <0,5 | 0,3-0,6 | 2,0—2,5 | 0,9-1,1 | — | 0,20 | 0,20 | — | 0,020 | 0,010 | 0,012 | 0,004 | 0,018 |
Таблица 6.11. Химический состав лент для наплавки
Марка стали | Содержание элементов, % | Содержание ферритной фазы в наплавленном металле, % | |||||||
С | Si | Mn | s | Р | Cr | Ni | Nb | ||
св-07Х25Н13 (ТУ 14-1-3146-81 Э) | <0,09 | 0,5—1,0 | 1,0-2,0 | <0,015 | <0,015 | 24-26 | 12-14 | - | <8,0 |
св-04Х20Н10Г2Б (ТУ 14-1-2270-77 Э) | <0,04 | 0,20-0,45 | 1,8—2,2 | <0,018 | < 0,025 | 18,5-20,5 | 9,0-10,5 | 0,9-1,3 | <8,0 |