Водородоустойчивость

В последние годы в связи с необходимостью решения проблемы глубокого крекинга тяжелых нефтяных дистиллятов и ужесточения требований к содержанию SO₂ в продуктах сгорания нефтепродуктов широкое развитие получило производство соответствующего технологического оборудования из теплоустойчивых сталей. В конструкционных сталях при повышенных температурах и давлениях под воздействием водорода развивается особый вид коррозии. Механизм водородной коррозии следующий: молекулы водорода диссоциируют на поверхности контакта с металлом в результате каталитического действия последних.

При температурах 300-600С отмечается интенсивное насыщение и проникновение атомарного водорода через металлы. При высоких температурах и давлении водорода в углеродистой стали происходит диссоциация цементита и активизируется процесс обезуглероживания. Эти процессы описываются реакцией:

Она протекает как на поверхности раздела металл-газ, так и внутри металла на границах зерен и межфазных границах.

Для первой стадии процесса водородной коррозии характерно обезуглероживание стали, образование метана на границах раздела и накопление его в дефектных участках структуры. Первая стадия еще не приводит к снижению механических свойств стали. На второй стадии под действием высокого давления газообразных продуктов отдельные микропоры расширяются и объединяются, появляются очаги разрушения. Одновременно в связи с увеличением поверхности контакта металла с водородом ускоряется процесс обезуглероживания перлитных участков, возрастает доля феррита в объеме структуры.

Для повышения стойкости стали к водородной коррозии в ее состав вводят сильные карбидообразующие элементы (Ti, V, Cr, Mo,), понижающие термодинамическую активность и скорость диффузии углерода в феррите.

В наибольшей степени металл охрупчивается в состоянии после сварки с отпуском при температуре 600С независимо от погонной энергии и интенсивности охлаждения металла при сварке.

Увеличение температуры последующего отпуска до 750С позволяет существенно повысить сопротивляемость металла водородному охрупчиванию.

Слоистые трещины.

Воздействие термического цикла сварки на металл может сопровождаться образованием слоистых (ламеллярных) трещин в процессе остывания (при температуре ниже 200С) в сварных соединениях угловых швов, например, в металле толстостенного корпуса аппарата в области его соединения со штуцером.

Сопротивление образованию слоистых трещин резко снижается с увеличением объемной доли сульфидных строчечных включений выше 0,5% и уменьшением относительного сужения при испытаниях на растяжение. В стандартах ФРГ и Японии в зависимости от содержания серы и значения сужения толстолистовой прокат делят на три группы: стали с высокой S £ 0,007%,

y ³25% повышенной S=0,07-0,01%, y=15-25%, и пониженной S £ 0,02%, y £ 8%стойкости.

Дата добавления: 2014-01-07