氫腐蝕,hydrogen attack,是指鋼暴露在高溫、高壓的氫氣環(huán)境中,氫原子在設(shè) 備表面或滲入鋼內(nèi)部與不穩(wěn)定的碳化物發(fā)生反應(yīng)生成甲烷,使鋼脫碳,機(jī)械強(qiáng)度受到永久性的破壞。在鋼內(nèi)部生成的甲烷無法外溢而集聚在鋼內(nèi)部形成巨大的局部壓力,從而發(fā)展為嚴(yán)重的鼓包開裂。
中文名稱 | 氫腐蝕 | 外文名稱 | hydrogen attack |
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分類 | 氫鼓包、氫脆、氫蝕 | 主要發(fā)生 | 石油加氫、裂解等鋼制裝置中 |
鋼材發(fā)生氫腐蝕有兩個(gè)階段即氫脆階段和氫浸蝕階段。剛開始時(shí),鋼內(nèi)部吸附的氫并未與鋼材的組分發(fā)生任何化學(xué)變化,也沒有改變鋼材的組織狀態(tài),只是鋼材吸附了氫,鋼材變脆了,韌性降低了,此階段稱為氫脆階段(暫時(shí)的氫脆是可逆的);當(dāng)浸入到鋼材內(nèi)部的氫與鋼材中不穩(wěn)定的碳化物發(fā)生反應(yīng)生成甲烷使鋼材脫碳、鼓包、開裂到鋼材的強(qiáng)度和韌性大大降低,這個(gè)階段稱為氫浸蝕階段(產(chǎn)生永久脆化,不可逆)。
氫腐蝕分為.氫鼓包、氫脆、氫蝕。
定義:氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部(大部分通過器壁),在另一側(cè)結(jié)合為氫分子逸出。如果氫原子擴(kuò)散到鋼內(nèi)空穴,并在該處結(jié)合成氫分子,由于氫分子不能擴(kuò)散,就會(huì)積累形成巨大內(nèi)壓,引起鋼材表面鼓包甚至破裂的現(xiàn)象稱為氫鼓包。低強(qiáng)鋼,尤其是含大量非金屬夾雜物的鋼,最容易發(fā)生氫鼓包。產(chǎn)生氫鼓包的腐蝕環(huán)境:介質(zhì)中通常含有硫化氫、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷離子等毒素。這些介質(zhì)阻止了放氫反應(yīng)。
預(yù)防措施:消除毒素介質(zhì);如果不能消除,選用空穴少的鎮(zhèn)靜鋼,也可采用對(duì)氫滲透低的奧氏體不銹鋼。或者采用鎳襯里、襯橡膠襯里、塑料保護(hù)層、玻璃鋼襯里等;有時(shí)加入緩蝕劑。
體心立方晶格的致密度為0.68(即晶格中有68%的體積被原子所占據(jù),其余為空隙),配位數(shù)為8(配位數(shù)越大,原子排列越緊密,空隙越小);面心立方晶格和密排六方晶格的致密度為0.74,配位數(shù)為12。
定義:在高強(qiáng)鋼中金屬晶格高度變形,氫原子進(jìn)入金屬后使晶格應(yīng)變?cè)龃?,因而降低韌性及延性,引起脆化,這種現(xiàn)象為氫脆。氫脆與鋼內(nèi)的空穴無關(guān),所以僅僅靠使用鎮(zhèn)靜鋼無效。預(yù)防措施:選用對(duì)氫脆不敏感的材料,如選用含Ni、Mo的合金鋼。在制造過程中,盡量避免或減少氫的產(chǎn)生。
定義:在高溫高壓環(huán)境下,氫進(jìn)入金屬內(nèi)與一種組分或元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使金屬破壞,稱為氫蝕。如在200℃以上氫進(jìn)入低強(qiáng)鋼內(nèi)與碳化物反應(yīng)生成甲烷氣體,這種氣體占有很大體積使金屬內(nèi)產(chǎn)生小裂縫及空穴,從而使鋼變脆,在很小的形變下即破裂。這種破裂沒有任何先兆,是非常危險(xiǎn)的。預(yù)防措施:選用抗氫鋼??蛇x用16MnR(HIC)、15CrMoR(相當(dāng)于1Cr-0.5Mo)、14Cr1MoR(相當(dāng)于1.25Cr-0.5Mo)、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等??箽滗撝械腃r和Mo能形成穩(wěn)定的碳化物,這樣就減少了氫與碳結(jié)合的機(jī)會(huì),避免了甲烷氣體的產(chǎn)生。
其實(shí)氫腐蝕從理論上分成三種,而實(shí)際中三種腐蝕幾乎同時(shí)存在。所以遇到氫腐蝕環(huán)境(臨氫環(huán)境)的設(shè)備一般按納爾遜曲線進(jìn)行選材,并要引起高度重視。
高溫腐蝕的一種類型。主要發(fā)生在石油加氫、裂解等鋼制裝置中。高溫高壓下,氣相中氫以氫原子形式滲入鋼中,與鋼中的碳結(jié)合生成甲烷,造成鋼表層脫碳,使強(qiáng)度、塑性降低,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致表面鼓泡或開裂。碳鋼的抗氫腐蝕性能隨鋼中碳含量升高而降低;含有少量鈦、鈮、釩、鉬等與碳有較強(qiáng)結(jié)合能力的元素的低合金鋼,有較好的抗氫腐蝕能力。
冶煉過程中溶解在鋼水中的氫,在結(jié)晶冷凝時(shí)沒有能即時(shí)逸出而存留在鋼材中;焊接過程中由于水分或油污在高弧高溫下分解出的氫溶解入鋼材中;設(shè)備運(yùn)行過程中,工作介質(zhì)中的氫進(jìn)入鋼材中。當(dāng)鋼中存在氫,而應(yīng)力大于某一臨界值時(shí),就會(huì)發(fā)生氫脆斷裂。氫對(duì)鋼材的脆化過程是一個(gè)微觀裂紋在高應(yīng)力作用下的擴(kuò)展過程。脆斷應(yīng)力可低達(dá)屈服極限的20%。鋼材的強(qiáng)度愈高(所承受的應(yīng)力愈大),對(duì)氫脆愈敏感。容器中的應(yīng)力水平,包括工作應(yīng)力及殘余應(yīng)力是導(dǎo)致氫脆很重要的因素。氫脆是一種延遲斷裂,斷裂遲延的時(shí)間可以僅幾分鐘,也可能幾天。
非常嚴(yán)重。。
耐腐蝕電熱管,鐵氟龍電熱管 聚四氟乙烯塑料英文全稱為Polytetrafluoroetylene,簡(jiǎn)稱Teflon、PTFE、F4等;中文名有“塑料王”、&am...
見百度文庫(kù)的:土壤評(píng)價(jià)方法比較金屬材料的腐蝕速度常用金屬腐蝕速度的重要指標(biāo)、深度指標(biāo)和電流指標(biāo)表示。金屬腐蝕速度表示法是在要評(píng)價(jià)的土壤中埋設(shè)金屬材料試樣,經(jīng)過一定時(shí)間后,測(cè)試出試樣的重量變化或深度變化...
鋼材發(fā)生氫腐蝕的原因有許多,所選擇的鋼材本身防止氫滲入的性能不好、選擇金屬鍍覆工藝不當(dāng)使氫滲入或"消氫",工藝不完善是其主要原因。
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利用高溫顯微鏡 ,對(duì)碳鋼氫腐蝕裂紋的愈合過程進(jìn)行原位、實(shí)時(shí)觀察 ,通過錄象記錄了整個(gè)裂紋愈合實(shí)驗(yàn)過程 .結(jié)果表明 ,裂紋在加熱到 6 30℃左右時(shí) ,發(fā)生明顯愈合而變小變細(xì) .實(shí)驗(yàn)中造成的CH4氣體散失和內(nèi)部裂紋表面化使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)情況有一定的偏差 ,觀察得到裂紋閉合的臨界溫度 6 30℃低于實(shí)際裂紋閉合溫度 .發(fā)生氫蝕裂紋愈合的機(jī)制是熱擴(kuò)散 ,動(dòng)力是氫蝕氣泡長(zhǎng)大導(dǎo)致的塑性變形能Es.在Fe、C和H原子擴(kuò)散足夠快的情況下 ,氫蝕裂紋愈合的條件是Es 大于 2γ/r(γ為界面表面張力 ,r為氣泡半徑或裂紋半長(zhǎng) ) .
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介紹了濕硫化氫環(huán)境中鋼材的腐蝕種類及破壞機(jī)理、誘發(fā)硫化氫腐蝕的因素、抗硫化氫腐蝕鋼材的選用原則和基本要求;從抗硫化氫腐蝕碳鋼的焊材選用和焊接工藝要求這兩方面進(jìn)一步做了說明,特別針對(duì)抗硫化氫腐蝕碳鋼的焊接問題,給出了一種低硫磷、高韌性、抗氫致硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋用的鋼焊絲產(chǎn)品,該產(chǎn)品經(jīng)專業(yè)機(jī)構(gòu)抗HIC、SSC檢測(cè)和金相試驗(yàn)測(cè)試以及在工程中的實(shí)際應(yīng)用,結(jié)果表明完全能滿足抗硫化氫碳鋼焊接的特殊要求。
集團(tuán)公司首次批量生產(chǎn)抗硫化氫腐蝕鉆桿接頭
用于焊接Cr5Mo類鋼,如400℃的高溫抗氫腐蝕的管道。
Q245R (HIC)-I指的是鋼種級(jí)別Q245R抗硫化氫腐蝕鋼板,腐蝕試驗(yàn)只做抗氫致開裂檢驗(yàn)(HIC),成分要求熔煉分析P≤0.015、S≤0.003;成品分析P≤0.015、S≤0.004。