什么是高温氢攻击(HTHA)，谁处于危险之中?

2010年4月2日，在华盛顿州阿纳科特斯的Tesoro炼油和营销公司，员工们正处于将6个热交换器中的3个重新上线的最后阶段。这项工作是常规的，每六个月进行一次，以解决在这种条件下运行的船舶常见的污垢。虽然这组交换器处于离线状态，但三个相邻的压力容器仍在使用。当工作人员进入启动阶段时，中间的热交换器发生了灾难性的破裂。这一故障释放并点燃了高度易燃的氢和石脑油，导致爆炸和大火。在爆炸现场附近工作的7名员工受了致命伤。

根据最后发布的报告美国化学品安全及危害调查委员会(CSB)、换热器因长期损坏而破裂所致高温氢化，或HTHA．CSB报告的结论是，如果在2009年3月对石脑油加氢处理装置进行的先前审计能够确定热交换器对HTHA的敏感性，则该事件可能可以避免。但根据后来被证明不可靠的行业数据，Tesoro的工程师——甚至腐蚀专家——都不相信HTHA会发生在最终失效的热交换器中。

那么，HTHA到底是什么，在什么条件下会表现出来，以及如何检测到它?

碳钢和高应力条件

简单来说，HTHA是一种现象或反应，发生在工艺设备暴露在富氢条件下的高温下，例如，像Tesoro这样生产汽油、柴油、喷气燃料和沥青等产品的炼油厂，以及化学制造设施，甚至蒸汽锅炉。它有时被称为“甲烷反应”，因为甲烷分子是在碳和氢原子在高温下扩散到钢中的相互作用过程中产生的。(高度易燃的)甲烷被困住并随着时间的推移而积累，最初会产生微小的裂缝，随着时间的推移，裂缝会变大，最终连接在一起。特索罗压力容器破裂的裂缝有48英寸长，1英寸厚的外壳裂开了三分之一多，就像一颗定时炸弹。脱机船舶在启动过程中出现温度跳升时，其状态太弱，无法承受压力。值得注意的是，重新启动的机组中间容器的外壳在高应力焊接区域也发现了HTHA损伤。

对于HTHA的风险资产，碳钢的行业标准传统上是美国石油学会“u”是预测资产对HTHA损害敏感性的数据模型。其方法考虑到工艺温度，氢气产生的压力，以及设备组成中使用的材料类型。简而言之，那些在Nelson曲线以下操作的人以前并不认为有发生HTHA的风险。然而，在Tesoro事故发生后，CSB得出结论，碳钢Nelson曲线不能可靠地预测或防止资产故障，并在此后发现了许多其他被认为在曲线以下运行的设备中的HTHA事件。根据CSB的说法，Tesoro案的潜在因素可能是碳钢纳尔逊曲线(Nelson Curve)没有使用实际工艺条件来预测HTHA的风险。

我们知道HTHA可能发生在高应力区域，例如热交换器焊接区域附近。虽然建议使用更安全、更坚固的材料(如高铬钢)来防止HTHA，但可检测性正在不断提高。目前，一些先进的检测技术能够收集非常详细的数据，以发现HTHA的各个阶段，从而使作业者能够及时做出有关部件维修或更换的明智决策。

检验:方法、检测和专业知识

回到前面提到的在Tesoro事故发生一年前进行的审计，CSB报告说，重点放在验证进行厚度监测的基本协议的存在上，没有提到HTHA、腐蚀研究或失效机制，也没有提到可能存在的相关或可能的损坏机制。报告还指出，检查HTHA的难度很大，“因为可能无法检测到损害;它可以是微观的，可能只存在于设备的小区域，局部区域……设备必须已经被HTHA损坏，以便进行设备检查以识别HTHA。成功识别HTHA高度依赖于所采用的具体技术和检查员的技能，而很少有检查员具有这方面的专业知识。”

自2014年CSB发布报告以来，技术已经取得了巨大进步。Gecko Robotics不仅拥有行业领先的HTHA专家团队，还提供多种不同的无损检测技术用于检测。这些包括但不限于以下内容，通常组合使用。

飞行时间衍射(TOFD)TOFD包括在焊缝的相对两侧使用超声波探头来检测缺陷。它测量超声波脉冲的飞行时间——发射的声波到达物体表面并返回所需的时间——以确定反射器或裂缝的位置和大小。

相控阵超声检测(PAUT)万博体育登录下载PAUT通常与TOFD一起使用，它使用由几个元件组成的探头和通过脉冲控制合成的一系列角度。这些探针被编程为在计算的时间内单独脉冲，并以不同的角度发射脉冲。这使得它们能够进行尺寸，扫描和导向，以揭示资产中难以检测的裂缝或其他缺陷，或获得厚度测量。

全聚焦法(TFM)TFM是一种先进的pat技术，通过全矩阵捕获提供高分辨率图像，全矩阵捕获是一种数据采集策略，可以捕获每个相控阵换能器的所有可能的收发组合。

磁粉检测虽然有湿式(WMPT)和干式磁粉检测(DMPT)，但前提是相同的——磁流通过设备，任何缺陷都会导致磁通量泄漏。然后，磁性颗粒散布在物体上，并被磁通量吸引，使裂缝或不连续可见。

高级超声反向散射测试(AUBT)AUBT也被成功地用于发现HTHA的早期阶段。它包括使用高频、宽带UT探头、数字示波器和纵波传感器。利用基于模式的后向散射，AUBT测量后向回波的损失来检测氢损伤或缺陷。

经验丰富的技术人员和适当的无损检测技术可以成功地进行HTHA检测，从而防止资产损坏和停机，最重要的是保护人员。

一定要关注我们的下一篇博客，我们将探索各种检查方法和技术，可以用来检查和检测HTHA!