ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава двенадцатая. Влияние водорода на длительную прочность сталей (В. И. Дерябина) из "Коррозия и защита химической аппаратуры ( справочное руководство том 9 ) " ВО ВНИИНефтехиме [29, 35, 37, 43, 44], и результаты обследовав ний действующего оборудования, обобщенные в работах Нельсона 136, 45]. [c.358] Если стали не будут подвергаться водородной коррозии, то для расчета конструкций, работающих в водородсодержащих средах при повышенных температурах и давлениях, можно воспользоваться данными по их жаропрочности на воздухе. [c.358] В табл. 10.9 и 10.10 приведены значения индукционного периода для сталей 20 и ЗОХМА. [c.358] Обобщенные результаты исследований [43—46] пределов применения углеродистых сталей при различных температурах и парциальных давлениях водорода представлены на рис. 10.32. Выще кривых — область температур и давлений, где сталь нестойка, а ниже кривых —область, где ора стойка против водородной коррозии. [c.358] И Давлений безопасной эксплуатации оборудования из данной стали в водородсодержащей среде, а выше — область температур и давлений, при которых происходит водородная коррозия и разрушение металла. [c.359] Для длительной эксплуатации оборудо вания из двухслойной стали необходимо, чтобы концентрация водорода под плакирующим слоем была минимальной, обеспечивающей стабильность углерода в структуре стали. [c.359] Плакирование углеродистой стали резко увеличивает ее водородостойкость, т. е. значительно расширяет область температур и давлений безопасной эксплуатации оборудования в водородсодержащих средах. На рис. 10.35 опять ниже кривых лежит область безопасных температур и давлений, а выше — область температур и давлений, при которых происходит водородная коррозия и разрушение металла. [c.360] Вредное влияние оказывают многие примеси, содержащиеся в стали даже незначительные количества сульфидов, мышьяка, сурьмы и другие понижают водородостойкость. [c.360] При выборе стали кроме устойчивости против воздействия водорода учитываются также жаропрочность, технологические свойства и т. д. Для сталей, применяющихся в установках дегидрирования при температурах до 570 °С и давлении 60 ат, основными требованиями являются жаропрочность, водородоустойчивость и жаростойкость. Поэтому эти стали содержат 1,5—2,0% Сг, до 1% Мо, до 1,5% 51 и мало углерода. [c.360] В установках, работающих при температурах 300 °С и давлениях 300—700 ат, стали должны обладать достаточной водородостойкостью. Поэтому следует применять стали, содержащие 2,3—2,8% Сг, а в крупных поковках — до 0,8% N1, для повышения прокаливаемости. Низкое содержание углерода сообщает им хорошую свариваемость. Ряд сталей содержит также молибден и ванадий. [c.360] Для деталей, работающих при давлении водорода 700 ат и температурах выше 520°С, применяют стали с 11 —13% Сг и 0,1% С. Очень часто такие стали дополнительно легированы молибденом, ванадием, вольфрамом и т. п. Полуферритные стали с 17% Сг мало пригодны для этой цели вследствие их недостаточной жаропрочности. В наиболее тяжелых условиях могут работать аустенитные жаропрочные хромоникелевые стали. Для уменьшения склонности к межкристаллитной коррозии вместо титана легируют аустенитные стали ниобием или снижают содерлсание углерода до 0,03%. [c.361] Большое влияние на устойчивость стали против воздействия водорода при высоких температурах и давлениях оказывает ее структура и, соответственно, условия термической обработки. Сталь с мартенситной структурой наименее устойчива. Практически мартенситная структура может получиться вблизи сварного шва, если сталь подвергается сварке без последующей термической обработки. [c.361] Наибольшая водородоустойчивость наблюдается после закалки и высокого отпуска. Обычно температура закалки выбирается исходя из необходимости перевода в раствор стойких карбидов и составляет 900—Ю50°С в зависимости от степени легирования стали. Температура отпуска должна обеспечить наилучшее сочетание водородоустойчивости и жаропрочности и обычно составляет 680-740 С. [c.361] На основании систематизации имеющихся данных по водородоустойчивости сталей во ВНИИНефтехиме [35, 37, 39—44] была составлена табл. 10.11, в которой даны предельно допустимые температуры применения ряда конструкционных сталей при различных парциальных давлениях водорода. В зависимости от фазового состава, стали отнесены к различным группам по водородоустои-чивости [47]. [c.361] Стабильность механических свойств материала при длительной эксплуатации в значительной степени обеспечивает надеждую работу оборудования, однако при эксплуатации в водородсодержащих средах необходимо знать, как влияет водород на механические свойства сталей различных марок в зависимости от температуры, давления и продолжительности воздействия. [c.365] В результате растворения водорода в стали могут развиться два вида изменений механических свойств. [c.365] Вернуться к основной статье