Коррозия

Стали, применяемые для изготовления реакторов гидрокрекинга

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