ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Водородная хрупкость из "Коррозия и защита от коррозии " В присутствии азотной кислоты стали, содержащие не более 0,06% С и И, предпочитаются сталям с 0,10% С и Т1 они коррозионностойки также после пребывания в диапазоне температур 600—750° С, равно как и при 1300° С ( ножевая коррозия) [89. [c.33] Хромистые стали, ставшие чувствительными к разрушению после нагрева или сварки, не обнаруживают склонности к коррозии, если они вскоре нагреваются до температур от 650 до 810° С (например, 30 мин при 760° С). [c.33] Водород, образующийся при коррозии или растворении в неокисляющих кислотах , при коррозии в сероводороде и воде или водяном паре высокой температуры, так же как и водород, образующийся при гальваническом осаждении металла или при катодной поляризации, может диффундировать в железо в атомарном состоянии. При этом материал охрупчи-вается прочность при растяжении и изгибе и предел усталости понижаются, а твердость увеличивается. [c.33] Существует мнение, что атомы водорода концентрируются на мозаичных поверхностях, которые обеспечивают упругие и пластичные свойства процесса сдвига [90]. [c.33] Часто наблюдается водородная хрупкость, возникающая при гальваническом Осаждении металла, особенно после процесса кадмирования [91]. Она становится заметной во время испытания высокопрочной стали (0,39% С 1,8% N1 0,75% Сг 0,24% Мо) на усталость при критическом, вызывающем мгновенный излом, на-прял ении, а также при повреждениях тех зон, которые несут большую нагрузку [92]. Во время рекомбинации могут возникать значительные давления — порядка 10 —10 ат [93]. [c.35] Поглощение водорода является обратимым процессом нагревание в кипящей воде, горячем масле или в расплавленных металлах позволяет удалять водород. Последний также улетучивается при хранении при комнатной температуре, причем у изделий примерно восстанавливаются первоначальные механические свойства. Этого, однако, не происходит, если сильное поглощение водороДа приводит к случайному повреждению материала. Самопроизвольное охрупчивание травленой проволоки заметно только по истечении 1 мин, но при нагреве с уменьшением угла сгиба оно исчезает со старением (рис. 1.25). Охрупчивание и время старения связаны простой зависимостью. [c.35] После усиленного катодного выделения водорода на стальных кольцах появляются неисчезающие расширения и межкристаллитные трещины [93. Механические свойства при этом восстанавливаются неполностью, разрушающее усилие становится незначительным, твердость возрастает [95]. Хрупкость, возникающая при катодном выделении водорода при комнатной температуре, временно исчезает при низких температурах (ниже —110° С), хотя при этом водород не улетучивается. По-видимому, приводящие к разрушению трехоревые напряжения в структуре при низких температурах недостаточно велики [96]. Поглощение водорода при травлении, влияние ингибиторов и длительной обработки можно хорошо оценить по изменениям упругих свойств тарельчатых пружин [97]. Количество водорода, необходимое для появления вздутия диаметром 2,5 см на поверхности стали, оценивается в 100, 50 или 25 это количество водорода должно проникнуть в металл, чтобы пузырь образовался на глубине 0,6 0,3 или 0,25 см. [c.35] Наиболее опасен водород в момент выделения его рекомбинация замедляется получающимся сульфидом железа. [c.36] При переходе к более высоким значениям pH, чем pH воды, насыщенной сероводородом (pH 4), водород перестает выделяться. [c.36] При pH 13 растворение полностью прекращается щелочные растворы (например, раствор МагЗ) не обнаруживают агрессивного действия. Склонность к образованию трещин проявляется в слабокислой и в кислой области с понижением pH склонность эта ослабевает. [c.36] В воде, насыщенной сероводородом, время, необходимое для разрушения образца стали, экспоненциально зависит от наложенной внешней поляризации (рис. 1.26). В области, близкой к коррозионному потенциалу (при pH 4), это время становится очень большим на кривой наблюдается разрыв. Это объясняется тем, что образующийся слой РеЗ действует как местный катод (выделение На). При анодной поляризации стойкость образцов повышается. Вследствие высокого перенапряжения водорода внутренние давления являются причиной трещин и изломов, появляющихся при коррозии в среде, содержащей сероводород ([98], особенно стр. 283). [c.36] Коэффициент прочности на изгиб образцов после действия сероводорода обратно пропорционален корню квадратному из времени воздействия (или количеству поглощенного водорода) [99]. [c.36] Предшествующая холодная обработка значительно усиливает склонность к охрупчиванию. Особое, ускоренное действие коррозии, сероводородом, по сравнению с коррозией при катодном выделении водорода или при действии сжатого водорода, основано на замедлении рекомбинации. Тиосульфат, соединения селена и мышьяка также вызывают хрупкость. [c.37] Влияние напряжений, ме- Ш ханических свойств и структу- % ц2 ры материала на появление хрупкости. Предпосылками по- Й явления трещин в нелегирован-ных или слаболегированных хромистых и хромоникелевых сталях являются либо значительная твердость, либо высокие значения предела текучести, либо внешние растягивающие и изгибающие напряжения. Стойкость нелегированных и низколегированных сталей связана с твердостью и пределом текучести таким образом, что произведение этих величин для данного состояния постоянно [101 98, стр. 233]. [c.37] У хромистых и хромоникелевых сталей при испытаниях на изгиб наблюдалась аналогичная связь между стойкостью и твердостью или пределом текучести [98, стр. 233]. Межкристаллитные трещины [105] в данном случае исходят от оснований частых сквозных повреждений [98]. [c.37] Для защиты обсадных труб при добыче нефти и газа применяются органические ингибиторы к промывным растворам добавляются щелочи. Для соединителей и бурильных штанг, где требуются пределы текучести выше 60 кгс/мм , опасность образования трещин может быть предотвращена аналогичными добавками. Можно использовать также электрохимические методы защиты [105] однако при этом возможна местная коррозия. [c.38] Коэффициент прочности на изгиб образцов, корродирующих в растворе НгЗ, обратно пропорционален корню квадратному из времени коррозии [99] или из количества поглощенного водорода [94]. [c.38] Водород проникает в железо и сталь не по границам зерен, а по междоузлиям решетки. Проницаемость водорода прямо пропор-. циональна сечению прохода и обратно пропорциональна толщине образца. [c.39] Количество поглощенного водорода зависит от легирующих компонентов и от структуры материала. Так, никель и углерод снижают насыщающее количество водорода (но не из-за меньшей коррозии) оно минимально для никель-аустенита, больше у мартенсита и феррита и максимально у железа Армко (рис. 1.29) [99]. еоответственно увеличивается и проницаемость (рис. 1.30) [99]. [c.39] Вернуться к основной статье