ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы определения стойкости стали против сероводородного коррозионного растрескивания из "Структура коррозия металлов и сплавов " Водородное растрескивание (рис. 2.13) характерно для малопрочных (Св ДО 800 МПа) низколегированных сталей с ферритоперлитной структурой и может протекать даже в ненагруженном металле [2.17]. [c.151] На рис. 2.004 приведен пример образования на поверхности СтЗ и 20ЮЧ водородных пузырей (вспучиваний) после выдержки 96 ч в водном растворе, насыщенном сероводородом. [c.152] Размер и число пузырей обусловлены степенью загрязненности стали неметаллическими включениями СтЗ — балл по сульфидам средний (из максимальных) 3, максимальный — 4, протяженность отдельных сульфидов до 250 мкм сталь 20ЮЧ — балл по сульфидам средний 1, максимальный 2, протяженность сульфидов до 100 мкм. [c.152] Внутри металла водородные трещины имеют ступенчатый характер и для стали 20ЮЧ их суммарная длина не превышает 7 % рис. 2.005). [c.152] В сероводородсодержащих средах на поверхности металла могут протекать также процессы общей и язвенной коррозии рис. 2.012). [c.153] Сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением, наблюдающееся как для низкопрочных сталей с феррито-перлит-ной структурой, так и для высокопрочных сталей с сорбитной структурой, также обусловлено проникающим в сталь водородом, скапливающимся в местах трехосного напряженного состояния — границы зерен, карбидные и сульфидные частицы и др. В этих местах водррод понижает предельную величину межатомных сил сцепления и тем самым способствует образованию микротрещин и последующему формированию магистральной трещины [2.18, 2.19]. Трещина в данном случае распространяется перпендикулярно относительно направления приложенного напряжения. Процесс разрушения может усиливаться за счет дефектов структуры материала (скопления дислокаций, неравномерное распределение карбидных частиц и др.). [c.153] Отмечается корреляция между твердостью стали и ее чувствительностью к СР под напряжением. Для обеспечения стойкости стали рекомендуется, чтобы твердость низколегированной стали с феррито-перлитной структурой не превышала HR 22, а легированной стали с сорбитной структурой — HR 25—26. Приведенные ограничения по твердости стали являются условными и во многом будут зависеть от жесткости среды (парциальное давление сероводорода, температура и др.), чистоты стали по примесям серы, фосфора и др., однородности структуры и отсутствия внутренних напряжений. [c.153] Под воздействием растягивающих напряжений сероводородное растрескивание отмечено в околошовной зоне абсорбционио-отпарной колонны (рис. 2.015). [c.154] Коррозионное растрескивание в сероводородсодержащих средах характерно также для сталей аустенитного и аустенито-мартенситного класса. Водород в этих сталях облегчает протекание мартенситного превращения и зарождение трещин. На рис. 2.016 и 2.017 приведены случаи СР шпилек из сталей марок 4Х12Н8Г2МФБ и 45Х14Н14В2М. [c.154] Стойкость стали против сульфидного коррозионного растрескивания под напряжением определяют на гладких образцах в ячейках в водном насыщенном H2S растворе (табл. 2.4, рис. 2.16). Оценивают (рис. 2.17) пороговое напряжение, ниже которого не происходит разрушение образцов при испытании под нагрузкой в течение 30 сут (720 ч) по методике NA E ТМ-01-77. [c.155] По методике Шелл определяют критические напряжения, полученные при испытании на коромыслообразных образцах, при котором вероятность разрушения образцов составляет 50 % (табл. 2.4). Стойкими считают материалы для труб нефтяного сортамента, имеющие критические напряжения (S ) не ниже 840 МПа. [c.155] Оп/От не ниже 0,6—0,9. Расчетное напряжение обычно составляет 50—70 % Од. [c.156] В СССР в 1985 г. разработана и введена для апробирования аналогичная Методика испытания сталей на стойкость против сероводородного коррозионного растрескивания (МСКР-01-85). [c.156] Параметр Kiss является чувствительным индикатором водородного охрупчивания сплавов, позволяющим фиксировать влияние водорода на стадии зарождения трещин и их распространения. В случае, когда трудно реализовать условия плоской деформации, имеется возможность оценки Kiss но методу У-интеграла на образцах с концентраторами [2, 5, 2.221. [c.156] Вместе с тем окончательным критерием оценки надежности конструкционных материалов против сероводородного растрескивания являются испытания образцов и изделий в промысловых условиях и на опытных стендах. [c.156] Для трубопроводов и аппаратов, работающих в среде сероводородсодержащего газа, применяются углеродистые и низколегированные свариваемые стали. [c.156] Вернуться к основной статье