エチレンの異常分解反応（デコンポ）発生時の温度履歴を模擬付与したＬＤＰＥリアクター材の寿命評価Gen SasakiP.E. Akitada Yasutomi米国ケンタッキー州登録技術士安富 章忠*1. 緒 言佐々木 元*北島 康児**Kouji Kitajima要 旨博士（工学） 橋 邦彦*Dr. Kunihiko Hashi As Fitness-For-Service （FFS） Codes expand, the LDPE reactors which have been experienced the rapid decomposition reaction of ethylene （decomp） are required to be evaluated the availability. The dearth of the data on the material after decomp, however, has impeded the remaining life assessment. We experimentally obtained the mechanical properties of the material which has undergone the simulated thermal history of decomp, confirming that the fracture toughness of LDPE reactor after decomp can be changed. Consequently, the fatigue crack propagation behavior in the LDPE reactor that experienced decomp depends on the material properties affected by decomp, as well as the initial ones.*：イノベーションマネジメント本部 マテリアル技術研究所 Material Technology Laboratory, Innovation Management Headquarters**：日本製鋼所M&E（株） 機器製品部 Steel Structure Engineering Department, Japan Steel Works M&E, Inc.ない材料特性の変化が認められた場合には、リアクターファブリケーターの立場としてユーザーへ継続運転を推奨することはできない。しかしながら、実際のところデコンポを経験したリアクターから調査材料のサンプリングはできない。そのため、リアクター材料製造時の熱処理データとデコンポの温度履歴により、材料製造時からの材料劣化の影響を予測することが必要となる。そこで本研究では、デコンポが発生した際にリアクターが経験する温度履歴を想定した熱処理をリアクター相当材に付与することにより、同素材の材料特性に及ぼすデコンポの影響を調べ、破壊靭性の変化が及ぼす疲労亀裂進展寿命への影響について定量的評価を試みた。（79）技術報告低密度ポリエチレン（LDPE : Low Density Polyethylene）製造用LDPEリアクターでは、エチレンの急激な分解反応であるデコンポ（decomposition）により温度が急上昇することがあるが、この影響を評価するためのデータが不足しており、リアクターの余寿命評価ができない状態である。そこで、デコンポ発生時の温度履歴を可能な限り模擬したリアクター材料を準備し、その機械的特性および破壊靭性の変化から疲労亀裂進展寿命の定量的評価を試みた。その結果、デコンポを経験したLDPEリアクターにおける疲労亀裂進展挙動は、材料製造時の熱処理データだけでなく、供用中のデコンポの温度履歴によって影響を受ける引張特性、シャルピー衝撃特性等にも依存することを確認した。石油化学プラントのLDPE製造用オートクレーブ型反応器（LDPEリアクター）は通常300 ℃程度で運転しているが、リアクター内で意図しないエチレンの急激な分解反応（デコンポ）が生じると、リアクター内の温度が急上昇し局所的には数秒間に1600 ℃に達する可能性もあるという。そのため、リアクターユーザーからはデコンポによりリアクター素材の金属組織が変化し、耐圧性能が低下するのではと継続使用を心配する声が聞かれる。仮に実機リアクターのデコンポ発生後にリアクター内面側から採取した材料を調査した結果、材料製造時の要求値を満足し技術報告Remaining Life Assessment of LDPE Reactor Material by the Simulation of Temperature History of Abnormal Decomposition Reaction of EthyleneSynopsisエチレンの異常分解反応（デコンポ）発生時の温度履歴を模擬付与したＬＤＰＥリアクター材の寿命評価
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