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加氢装置氢腐蚀

2016-7-11 8:53:01点击:


加氢试验装置氢腐蚀是在高温高压条件下,分子氢发生部分分解而变成原子氢或离子氢,并通过金属晶格和晶界向钢中扩散,扩散侵入钢中的氢与不稳定的碳化物发生化学反应,生成甲烷气泡(它包含甲烷的成核过程和成长),即Fe3C+2H2→CH4+Fe,并在晶间空穴和非金属夹杂部位聚集,而甲烷在钢中的扩散能力很小,聚积在晶界原有的微观孔隙(或亚微观孔隙)内,形成局部高压,造成应力集中,使晶界变宽,并发展成为裂纹,开始时是很微小的,但到后期,无数裂纹相连,引起钢的强度、延性和韧性下降与同时发生晶间断裂。由于这种脆化现象是发生化学反应的结果,所以他具有不可逆的性质,也称永久脆化现象。

在高温高压氢气中操作的设备所发生的氢腐蚀有两种形式:一是表面脱碳,二是内部脱碳。

表面脱碳不产生裂纹,这点与钢材暴露在空气、氧气或二氧化碳等一些气体所产生的脱碳相似,表面脱碳的影响一般很清,其钢材的强度和硬度局部有所下降而延性有所提高。

内部脱碳是由于氢扩散侵入到钢中发生反应生成甲烷,而甲烷又不能扩散到钢外,就聚集于晶界或夹杂物附近。形成了很高的局部应力,使钢产生龟裂、裂纹或鼓包,其力学性能发生了显化。



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