Растрескивание металла водородное

Растрескивание металла водородное 57 [c.411]

В процессе кристаллизации жидкий раствор разрушается и выпадает эвтектика Си — СигО, причем сродство меди к кислороду резко уменьшается и, если процесс кристаллизации идет в восстановительной среде, содержащей водород, то возможно растрескивание металла — водородная болезнь меди. [c.274]

Помимо общей и язвенной коррозии сварных конструкций сероводород вызывает сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла оборудования и трубопроводов. [c.7]

Таким образом, отказы трубопроводов и оборудования ОНГКМ в большинстве случаев обусловлены отсутствием эффективного ингибирования в условиях воздействия сероводородсодержащих сред на металлоконструкции из коррозионно нестойких сплавов, содержащих дефекты. Твердые структурные составляющие, неметаллические включения (сульфиды, оксисульфиды и т. п.) и расслоения являются очагами возникновения водородного растрескивания металла. Поверхностные дефекты (риски, волосовины, раскатанные загрязнения) способствуют появлению и развитию сероводородного растрескивания. Очагами сероводородного растрескивания сварных соединений трубопроводов и деталей оборудования являются так- [c.66]

Как показано выше, сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла, а также степень изменения его физико-механических свойств являются факторами, определяющими техническое состояние оборудования и трубопроводов сероводородсодержащих месторождений. [c.120]

Цель применения ингибиторов на сероводородсодержащих нефтегазовых месторождениях — обеспечение защиты оборудования и трубопроводов не только от общей коррозии, но и от наводороживания, то есть предотвращение сероводородного растрескивания и водородного расслоения металла. Именно с целью изучения защитных свойств ингибиторов от всех указанных видов разрушения вследствие сероводородной коррозии проводятся исследования в лаборатории Надежность Оренбургского государственного университета (ОГУ). [c.233]

Как видно из данных табл. 3, лучшие среди базовых масел результаты по снижению коррозионного растрескивания и водородного охрупчивания получены для масла АСВ-5, обеспечивающего торможение обоих процессов. Масло ИПМ-А10 не тормозит, а стимулирует коррозионное растрескивание, а М-6 - водородное охрупчивание по сравнению с неингибированной кислотой. Усталостная долговечность стали при защите масляной пленкой в среде электролита в несколько раз ниже, чем в объеме масла. Так, объемная усталостная долговечность стали в масле АСВ-5 составляет 22 Ю циклов /см. табл. 2/, а при защите металла пленкой этого же масла в нейтральном электролите долговечность снижается втрое и составляет 6,2-10 циклов. [c.54]

Водород в стали меняет ее механические свойства при кратковременном и длительном статическом нагружении, а также при повторно-переменном и ударном нагружении. Под влиянием водорода в стали значительно снижаются ее пластические свойства при кратковременном нагружении. Это явление названо водородной хрупкостью стали. Твердость наводороженной стали повышается. Наводороженная сталь подвержена замедленному разрушению, т. е. разрушению при длительном действии статических сил при напряжениях, обычно меньших предела текучести. Это явление было названо нами водородной статической усталостью стали. При повторно-переменных (циклических) напряжениях водород в стали снижает ее выносливость, что было названо нами водородной усталостью стали (см. П1-2). Водород в стали повышает ее чувствительность к концентраторам напряжения при действии повторно-переменных напряжений. Ударная прочность наводороженной стали снижается. Под влиянием водорода в стали могут образовываться дефекты типа пузырей, а также расслаивание (у проката) и растрескивание металла. [c.75]

Наличие сероводорода вызывает коррозию оборудования нефтяных и газовых скважин, газосборных коллекторов, очистных сооружений, магистральных трубопроводов и технологического оборудования перерабатывающих предприятий. В некоторых случаях из-за коррозии возникают аварийные ситуации на буровых скважинах (разрыв трубопровода, разлив нефти и попадание газа в окружающую среду). Сероводород, помимо общей и язвенной коррозии, вызывает сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла оборудования и трубопроводов. [c.5]

Имеются также указания [162] на то, что анодная защита способствует предотвращению водородного растрескивания металла. [c.128]

Низкотемпературное водородное разрушение металла при переработке нефти происходит в результате электрохимической коррозии в сероводородных средах. Наводороживание и сопутствующее ему растрескивание металла — опаснейший вид коррозии нефтяного оборудования, тем более, что разрушение металла происходит внезапно и носит выраженный локальный характер. Весьма сложно предугадать возможность и место возникновения этого вида коррозии и принять меры, чтобы предотвратить разрушение и связанные с ним опасные последствия. [c.40]

Однако присутствие мартенсита не является необходимым условием растрескивания. Его влияние сказывается в усилении склонности к растрескиванию вследствие создания дополнительных внутренних напряжений в металле. Водородное растрескивание поражает углеродистые и низколегированные стали и с полным отсутствием мартенсита в структуре. [c.34]

Установление водородных зондов в трубопроводы, по которым проходит газ, содержащий небольшие количества влажного сероводорода, позволило точно определить возможность наводороживания и растрескивания металла в данных условиях, а также необходимые методы защиты. Зонды применяются и для лабораторных исследований [102]. [c.93]

Таким образом, проведенные исследования позволили отклонить предположения о разрушении металла коллектора в результате снижения малоцикловой прочности или коррозионного растрескивания. Необходимо подчеркнуть, что и по другим характеристикам, таким, как хрупкая прочность, сопротивление усталостным разрушениям на стадии зарождения и развития трещин на воздухе и в коррозионной среде, были подтверждены высокие показатели, при которых преждевременное разрушение коллектора не должно было бы произойти. Вместе с тем, эксперименты по замедленному деформированию (растяжение гладких образцов с малой скоростью деформирования) в коррозионной среде показали, что при составе среды, соответствующей отклонениям, имевшим место в процессе эксплуатации разрушившихся коллекторов (низкий водородный показатель pH, присутствие кислорода), может происходить значительное снижение пластичности стали, причем тем большее, чем ниже скорость деформирования. Такая закономерность соответствует зависимости критической деформации от скорости деформирования в условиях ползучести материала (см. гл. 3). Данное обстоятельство привело к необходимости изучения возможных временных процессов деформирования материала коллектора при стационарном нагружении. Выполненные эксперименты, ре-з льтаты которых будут представлены ниже, показали, что [c.328]

Серьезной технической проблемой продолжают оставаться аварии, связанные с водородным растрескиванием и расслаиванием металла. Этому вопросу в предлагаемой книге уделяется особое внимание. [c.14]

Скоростью, с которой атомы Наде рекомбинируют друг с другом или с Н , образуя Hj, обусловлена каталитическими свойствами поверхности электрода. Если электрод является хорошим катализатором (например, платина или железо), водородное перенапряжение невелико, тогда как для слабых катализаторов (ртуть, свинец) характерны высокие значения перенапряжения. При добавлении в электролит какого-либо каталитического яда, например сероводорода или соединений мышьяка или фосфора, уменьшается скорость образования молекулярного Hj и возрастает адсорбция атомов водорода на поверхности электрода . Повышенная концентрация водорода на поверхности металла облегчает проникновение атомов водорода в металлическую решетку, что вызывает водородное охрупчивание (потерю пластичности) и может привести к внезапному растрескиванию (водородное растрескивание) некоторых напряженных высокопрочных сплавов на основе железа (см. разд. 7..4). Каталитические яды увеличивают абсорбцию водорода, выделяющегося на поверхности металла в результате поляризации внешним током или коррозионной реакции. Это осложняет эксплуатацию трубопроводов из низколегированных сталей в некоторых рассолах в буровых скважинах, содержащих сероводород. Небольшая общая коррозия приводит к выделению водорода, который внедряется в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В отсутствие сероводорода общая коррозия не сопровождается водородным растрескиванием. Высокопрочные стали из-за своей ограниченной пластичности более подвержены водородному ра- [c.58]

Во всех этих случаях растрескивание вызывают атомы водорода, проникающие внутрь металла либо в результате коррозионной реакции, либо при катодной поляризации (521. Сталь, содержащая водород в междоузлиях кристаллической решетки, не всегда разрушается. Она почти всегда теряет пластичность (водородное охрупчивание), но растрескивание обычно происходит только при одновременном воздействии высокого приложенного извне или остаточного растягивающего напряжения. Разрушения такого типа называют водородным растрескиванием под напряжением (или просто водородным растрескиванием). Трещины в основном транскристаллитные. В мартенситной структуре они могут проходить по бывшим границам зерен аустенита [52]. [c.149]

Растрескивание металла трубопроводов вследствие водородного охрупчивания зарождается на участках стали с твердой мартенситной структурой, обычно в местах концентрации остаточных напряжений, возникающих при изготовлении труб. Как правило, коррозионное растрескивание кольцевых швов трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие среды, связано с непроваром в корне шва или внутренним подрезом. Любая прерывистость в корне шва может явиться причиной коррозионного растрескивания, при этом скорость распространения трещин в процессе эксплуатации газопроводов сернистого газа определяется глубиной и радиусом поверхностного дефекта в вершине сварного соединения [19]. Исследования коррозионных повреждений трубопроводов, изготовленных из стали марки 17Г2С и транспортирующих газ с примесью сероводорода (до 2%), показали, что общим для всех случаев разрушения сварных соединений является зарождение трещин [c.17]

После 10-12-летней эксплуатации аппаратов УКПГ во многих из них стали появляться водородные расслоения, причем, по данным ПО Оренбурггаздобыча , из 122-х обследованных в 1989 г. аппаратов в 67-ми обнаружено водородное растрескивание металла. Последнее обусловлено неэффективным ингибированием наводороживающей рабочей среды и содержанием в металле аппаратов сульфидных включений [25]. Проведенный ВНИИнефтемашем ультразвуковой контроль позволил провести градацию аппаратов по группам пораженности и ввести критерии отбраковки. Особое внимание было уделено защите пораженных областей с помощью новой технологии ингибирования. Разработана система нанесения ингибирующей композиции [c.32]

Водородное растрескивание тройника трубопровода 0720 х 18 мм, сооруженного из труб фирмы УаПпгес, произошло после шести лет эксплуатации. Механические испытания металла из очага разрушения показали, что его прочностные свойства соответствуют техническим условиям. В то же время вследствие нано-дороживания относительное сужение уменьшилось более чем на 30%. Металлографические исследования позволили установить, что водородные блистеры зарождались на границах матрица-неметаллические включения и располагались по всему сечению стенки тройника. При этом их максимальная концентрация наблюдалась в середине стенки. Данное явление можно объяснить повышенной концентрацией неметаллических включений в центральной зоне листа вследствие специфики изготовления проката. В дальнейшем, по мере накопления водорода, блистеры сливались между собой или с поперечными трещинами, пронизывая все сечение металла. Значительное давление водорода в расслоении привело к возникновению разрушающих напряжений в наружных слоях металла стенки и к развитию поперечных трещин с последующей разгерметизацией участка трубопровода (рис. 12г). Водородное растрескивание металла с образованием сквозного дефекта в нижней части тройника явилось следствием его эксплуатации в условиях застойной зоны при отсутствии Э(()фективного ингибирования. [c.39]

Межкристаллитное сероводородное растрескивание 3" тройника инициировано технологическим концентратором напряжений, расположенным на внутренней стенке корпуса тройника. Малая толщина стенок и нерациональная технология изготовления обусловили сероводородное растрескивание тройника мета-нольной гребенки. Разрушение патрубков 0115x6 мм из стали ТТ5Т35 в зоне приварки к воротнику произошло вследствие слияния водородных треп-лн, развившихся по неметаллическим включениям вдоль стенки трубы, и их дальнейшего слияния с трещинами, возникшими в результате сероводородного растрескивания металла. Растрескивание патрубков вызвано воздействием неингибированной сероводородсодержащей среды, так как патрубки расположены в застойной зоне сепаратора, а также повышенными растягивающими напряжениями, в том числе от изгибающего момента. [c.45]

Увеличение скорости потока водорода через сталь сопровождается ее обезуглероживанием и растрескиванием. Так как в практике применяются стали, не подвергающиеся водородной коррозии, то и сопоставление их водородопроницаемости можно проводить только в условиях стационарного потока газа через металл. Поэтому в дальнейшем будут приведены только значения водородопроницае— мости, полученные при стационарном потоке газа через образец без явного обезуглероживания и растрескивания металла. [c.126]

Растрескивание металла стальных трубопроводов от водородного охрупчивания зарождается на участках с твердой мар-тенситной структурой, обычно в местах концентрации напряжений, которые возникают при изготовлении труб на металлургических заводах. Коррозионное растрескивание кольцевых швов трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие среды, связано чаще всего с непроваром в корне шва или внутренним подрезом. Любая прерывистость в корне шва может явиться причиной коррозионного растрескивания, при этом скорость распространения коррозионных трещин в процессе эксплуатации газопроводов сернистого газа определяется глубиной и радиусом в вершине поверхностного дефекта сварного соединения [38]. Исследованиями коррозионных повреждений трубопроводов из сталей 17Г2С, транспортирующих газ с примесью сероводорода до 2 %, показано, что общим для всех случаев разрушения сварных соединений является зарождение трещин на внутренней поверхности трубопровода в зоне сплавления корневого или подварочного шва и дальнейшее их распространение по металлу шва или металлу околошовной зоны до наружной поверхности. В металле труб наблюдаются внутренние и выходящие на внут- [c.14]

Если в газообразном водороде и при сульфидном растрескивании механизм развития трещины в целом соответствует механизму коррозионного растрескивания высокопрочных сталей, то механизм водородно-индуцируемого растрескивания, характерный для растрескивания сталей низкой и средней прочности во влажном растворе сероводорода, имеет ряд принципиальных отличий. В то же время все типы растрескивания металла в наводороживающих средах принято относить к коррозионному растрескиванию. Поэтому, говоря о задачах испытаний, целесообразно дать анализ испытаниям на коррозионное растрескивание в целом, отметив особенности испытаний в наводороживающих средах. [c.28]

Низкотемпературное водородное разрушение стали при переработке нефти встречается в целом ряде установок (АВТ, АТ, термического и каталитического крекинга, ГФУ и т. д.), оборудование которых эксплуатируется в условиях воздействия нефтепро.дуктов, содержащих сероводород в присутствии водной фазы. Водородное разрушение сталЬных элементов нефтезаводского оборудования бывает двух видов сквозное (сероводородное) растрескивание и расслоение ( пузырение ) металла. Первый вид разрушения значительно более опасен. Растрескиванию в сероводородных средах подвержены только стали с относительно высокими значениями предела прочности, либо с большими внутренними напряжениями, тогда как мягкие ненапряженные стали в подобных условиях претерпевают водородное расслоение с образованием пузырей [25, 36, 37. Отмечается [37] отсутствие склонности к растрескиванию у сталей, подверженных расслоению. По-видимому, в последнем случае вследствие значительно более высокой пластичности мягких сталей внутренние напряжения, возникающие в результате наводороживания, релаксируют при образовании пузырей. Однако в ряде случаев и при расслоении стали может происходить частичное растрескивание металла с образованием несквозных трещин, простирающихся от поверхности до внутреннего пространства пузырей, что и отмечалось в практике эксплуатации нефтяного оборудования. [c.47]

Весьма важным представляется своевременное обнаружение опасности водородного разрушения (расслоения или растрескивания) металла оборудования. Из имеющихся методов оптимальным является применение водородных зондов . Конструкция этих зондов (рис. 3.14) имитирует несплош-ности в металле оборудования, где происходит накопление молекулярного водорода. Датчиком является нижний конец трубки, который устанавливается во внутреннее пространство аппаратов или трубопроводов. При условиях, вызывающих наводороживание (и, соответственно, создающих опасность расслоения или растрескивания) стали, водород диффундирует через тонкостенную трубку (изготовленную из материала аппарата) и скапливается в пространстве между трубкой и внутренним стержнем. Назначение последнего заключается в уменьшении внутреннего объема зонда, что повышает его чувствительность. Проникновение водорода вызывает повышение давления внутри зонда, которое фиксируется манометром, находящимся снаружи аппарата. [c.62]

На практике основными формами водородного разрушения стали в условиях работы нефтяного и химического оборудования, соприкасающегося с вызывающими наводороживание средами, являются 1) внутреннее расслоение с образованием поверхностных пузырей и 2) растрескивание с образованием трещин, выходящих на поверхность. Растрескиванию подвержены в основном стали с относительно высокими значениями предела прочности, либо с большими внутренними напряжениями, тогда как мя -кие ненапряженные стали в подобных условиях претерпевают водородное расслоение с образованием пузырей (рис. 8—10). В связи с этим отмечается отсутствие склонности к растрескиванию у сталей, подверженных пузырению [102]. По-видимому, в последнем случае вследствие значительно более высокой пластичности мягких сталей внутренние напряжения, возникающие в результате наводорожива-ния, реализуются путем деформации металла при образовании пузырей до того, как они достигают величины, необходимой для растрескивания стали. Однако в ряде случаев и при пузырении стали может происходить частичное растрескивание металла с образованием трещин, простирающихся от поверхности до внутреннего пространства пузырей (рис. 11) [102]. [c.28]

Далее следует учитывать, что нередко первичная коррозия одного типа может быть причиной последующей коррозии другого типа, что различные виды коррозии могут протекать совместно, с взаимным усилением и суммацией вызываемого ими разрушения. Так, преимущественно в местах точечной стояночной коррозии способны далее ускоренно развиваться различные виды местной коррозии под нагрузкой. В результате поверхностной электрохимической коррозии, протекающей со сравнительно низкой скоростью, могут возникать условия для последующего быстрого разрушения в результате водородного охрупчивания и межкристаллптного растрескивания металла. Возможно совместное развитие подшламовой и пароводяной коррозии, коррозионной усталости и коррозионного растрескивания. [c.32]

В спиртах растрескивание титана имеет межкристаллигный характер. Это было доказано фрактографическими исследованиями поверхности излома титана. Если металл подвергался термообработке, способствующей выделению гидридов титана Т Н2, то резко возрастала доля внутрикристаллитных трещин. Эти исследования показывают, что в коррозионном растрескивании титана водородное охрупчивание играет существенную роль [241]. [c.84]

После 10-12-летней эксплуатации аппаратов УКПГ во многих из них стали появляться водородные расслоения, причем по данным ПО Оренбурггаздобыча из 122 обследованных в 1989 г. аппаратов в 67 обнаружено водородное растрескивание металла. Последнее обусловлено неэффективным ингибированием наводороживающей рабочей среды и содержанием в металле аппаратов сульфидных включений [11]. На основе анализа результатов УЗК ВНИИнефтемашем проведена градация аппаратов по группам пораженности, введены критерии отбраковки. Особое внимание было уделено вопросу защиты пораженных областей с помощью новой технологии ингибирования. Разработана система нанесения ингибирующей композиции на пораженные участки с помощью специально сконструированных форсунок. В настоящее время выведено из эксплуатации 59 аппаратов и произведен монтаж 42 новых аппаратов. Семь аппаратов, имеющих поражения, в настоящее время продолжают эксплуатироваться при постоянном диагностическом контроле [79]. [c.35]

Много публикуется материалов по вопросам коррозии металла внутренней поверхности паровых котлов. В обстоятельной статье Райса [Л. 11] отмечается, что основной причиной внеплановых простоев котлов в США и Европе является внутренняя коррозия парообразующих труб. Главные виды коррозии этих труб язвенная коррозия под пористыми отложениями, без изменений микроструктуры металла водородное растрескивание (под сравнительно плотными отложениями), сопровождаемое обезуглероживанием и межкристаллитным микрорастрескиванием структуры металла пробочного типа окисление металла, который остается пластичным, но перлит под отложениями часто подвергается некоторой ефе-роидизации. Характерные режимы котловой воды щелочной (рН = = Ю,5н-10,7 за счет ОН-ионов, [c.67]

Необходимо отметить, что методы ускоренных испытаний металлов на коррозионное растрескивание, включая водородное охрупчива- [c.31]

Коррозионное растрескивание часто усилипается при наводо-роживании металла. Водород, сегрегируя в областях максимальной механической напряженности, создает дополнительные напряжения в металле. Исследования Л. А. Плавич высокопрочных сталей в равнопрочном состоянии показали, что решающим фактором, определяющим склонность сталей к водородному охрупчиванию, является характер тонкого (дислокационного) строения, [c.334]

Было обнаружено, что в нейтральных растворах хлоридов включения серы в прокатанную сталь действуют как инициаторы питтингообразования [36,37]. С другой стороны, отмечено, что, примесь серы в стали, содержащей более 0,01 % Си, не оказывает существенного влияния на скорость коррозии в кислотах [33, 38]. Измерения скорости проникновения водорода сквозь катодно-поляризованную. листовую сталь, содержащую игольчатые включения (FeMn)S, показывают, что H S, образующийся на поверхности металла в результате растворения включений, стимулирует (промотирует) проникновение водорода в сталь. Скорость проникновения увеличивается с повышением содержания серы в пределах 0,002—0,24 % S, но только на тех участках, где поступление HjS идет в результате растворения включений [39]. Включения игольчатых сульфидов способствуют водородному охрупчиванию, которое может приводить к быстрому или постепенно развивающемуся растрескиванию, например, стальных трубопроводов [40]. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...