ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сульфидное растрескивание из "Диагностика металлов " В виду особой опасности преждевременного разрушения сосудов и аппаратов давления, резервуаров, трубопроводов, подвергаемых воздействию коррозионно-активных жидких сред с компонентами сульфидов, этот вид коррозионного растрескивания получил название сульфидного коррозионного растрескивания под напряжением или сульфидного растрескивания . [c.318] Для случаев, когда при технологических процессах среда содержит значительное количество сероводорода, чаще всего используют термин сероводородное растрескивание . Компоненты углеводородной фазы (бензин, пропан, этан, углеводородные газы и т.д.), повышая растворимость HgS, вызывают растрескивание в условиях, вызывающих образование водной фазы на металлической стенке элементов конструкции. Растворимость сероводорода в среде при 30 С и Ph s = од МПа составляет 3 г/л. [c.318] Равновесие этой реакции сдвигается влево или вправо в зависимости от pH среды. При температуре воды +20 °С сероводород обладает хорошей растворимостью (2,5 г/л), снижая / Н. [c.318] С образованием хемосорбционного катализатора Fe(HS), который адсорбирует на поверхности металла, происходит ослабление связи между атомами железа, что облегчает их ионизацию. [c.319] Считают [197, 198], что последняя стадия катодного процесса является контролирующей. Сероводород непосредственно в катодной реакции не участвует, а играет роль катализатора, ускоряющего разряд ионов водорода. Восстановленные атомы водорода частично рекомбинируют и диффундируют в металл, вызывая водородную хрупкость. [c.319] Каталитическое действие сероводорода в наводороживании сталей связывают с торможением процесса выделения водорода и облегчением процесса молизации водородных атомов. При этом существенно увеличивается концентрация атомов водорода, образующихся при разряде адсорбированных на поверхности стали молекул сероводорода. Адсорбция на поверхности металла гидросульфида ослабляет связи между поверхностными атомами, заметно облегчая проникновение водорода в металл. [c.319] Склонность к сульфидному растрескиванию возрастает с ростом уровня предела текучести стали, растягивающих напряжений и содержания в среде сульфидов. Как правило, сульфидное растрескивание возникает в средах, содержащих сероводород с парциальным давлением более 0,3 кПа. [c.319] Склонность к сульфидному коррозионному растрескиванию металла сварных швов трубных сталей существенно зависит от содержания серы (0,002 - 0,028% ) и химического состава стали [200]. [c.320] Испытывают стали на стойкость против сульфидного коррозионного растрескивания по методикам NA E ТМ 01-77 или МСКР 01-85, регламентирующим определение времени до разрушения образцов при их растяжении. База испытаний 30 сут. [c.320] Особо склонны к сульфидному растрескиванию сварные соединения. Этому благоприятствуют ряд факторов, таких как химическая и структурная неоднородность металла, присутствие дефектов и геометрических концентраторов в сварном шве, высокий уровень остаточных сварочных напряжений (рис. 5.81). Металлографический анализ показывает, что в околошовной зоне стали 09Г2С трещина распространяется предпочтительно по границам зерен. [c.320] Нередко процесс ускоренного распространения трещин по системе параллельных плоскостей проката и их постепенного ступенчатого объединения в магистральную называют ступенчатым растрескиванием . [c.321] Низкотемпературное сероводородное растрескивание сталей довольно часто встречается при переработке сырой нефти. Чаще всего оно выявляется на установках АВТ, АТ, термического и каталитического крекинга, ГФУ и т.д., в которых при эксплуатации в среде нефтепродуктов присутствует H S в водной среде. Наиболее вероятно трещинообразование двух видов растрескивание и расслоение. Наиболее опасно растрескивание, поскольку оно, как правило, развивается в основном в направлении толщины стенки и быстро оказывается сквозным. [c.322] Практика эксплуатации оборудования показывает, что одновременно растрескивание и расслоение с образованием отдулин встречается редко. [c.322] Расслоение металла выявлено [201] для разных аппаратов, соприкасающихся с тяжелыми (керосино-газойлевыми) фракциями - 10% числа обследуемых аппаратов нестабильным и стабильным (но не очищенным от сероводорода) бензинами - 11,1 и 9% углеводородными газами с установок прямой гонки, термического и каталитического крекинга - 13% со сжиженными фракциями пропана и бутана - 30 и 4,4%. Наиболее высокий процент аппаратов с расслоением металла (30%) приходится на пропановую фракцию. [c.322] При массовом обследовании аппаратов [201] выявлено, что диаметры отдулин варьируются от еле заметных невооруженным глазом до 250 мм. В ряде случаев отмечено трещинообразование этих отдулин с шириной раскрытия трещин 1 3 мм. Химический анализ газа из пузырей показал, что он на 99,3% состоит из водорода. [c.322] Сероводородное растрескивание существенным образом зависит от уровня прочности стали. По-видимому, растрескивание не происходит при некотором критическом уровне прочности стали. Однако этот уровень может зависеть от состава коррозионно-активной среды и структуры стали. При переходе от феррито-перлитной к бейнитной и особенно к мартенситной структуре возрастают внутренние микронапряжения, Согласно обстоятельным изысканиям [201] по разным источникам, критический уровень твердости сталей, ниже которого в сероводородной среде не возникает растрескивание, составляет HR 20-22. Эти данные нашли отражение в рекомендациях Американской организации NA E - Национального объединения инжене-ров-коррозионистов, согласно которым для изготовления элементов нефтяного оборудования, эксплуатируемого в условиях сероводородного растрескивания металлов (т.е. при наличии в среде сероводорода и воды), можно применять стали с HR 22. [c.323] По данным [201], образцы из низколегированной стали 12Х1МФ со сварными швами, выполненными с использованием аустенитных электродов, подвергались катастрофически быстрому (10-20 ч) сероводородному растрескиванию. Сквозные трещины располагались точно по границе раздела металл-сварной шов. [c.323] Опасное влияние сероводорода на растрескивание проиллюстрируем разрушением верхнего днища десорбера К-7 установки 24/7 в 1998 г. в ОАО Горькнефтеоргсинтез [202]. На установке проводились пусконаладочные работы после капитального ремонта. Блок очистки и регенерации МЭА находился на циркуляции раствора МЭА с подъемом температуры низа десорбера (колонны) К-7 со скоростью 15 °С/ч. При температуре низа колонны 110 °С и давлении 120 кПа замечено парение у верхнего штуцера. [c.324] При осмотре верхнего сварного (с хордовым п1вом) днища десорбера К-7 из аустенито-ферритной стали 08Х22Н6Т обнаружили восемь трещин. Две (длиной 300 и 400 мм с максимальным раскрытием 0,5 мм) были выявлены в зоне термического влияния сварного шва штуцера диаметром 350 мм, они уходили в основной металл трещина в зоне термического влияния Dy 100 на наружной поверхности днища имела длину 120 мм с максимальным раскрытием 0,5 мм и глубину 2-3 мм (рис. 5.83) трещина в зоне термического влияния штуцера диаметром 50 мм была длиной 60 мм с максимальным раскрытием 0,4 мм. Еще четыре трещины были обнаружены в околошовной зоне кольцевого шва приварки днища к обечайке. По виду излома все трещины имели кристаллическое строение, следы пластической деформации вдоль их траектории трещины отсутствовали. [c.324] Вернуться к основной статье