Водород Водородная коррозия

Медь и богатые медью сплавы также подвержены водородной коррозии или так называемой водородной хрупкости. Явление водородной хрупкости меди связано с восстановлением содержащихся в ней и распределенных по границам зерен включений закиси меди. Последняя при взаимодействии с водородом восстанавливается до металлической по реакции [c.152]

Обобщен большой экспериментальный материал по воздействию водорода на стали при повышенных температурах и давлениях. Рассмотрены закономерности взаимодействия водорода с металлами растворимость, проницаемость и диффузия, механизм обезуглероживания, влияние различных внешних (давление водорода, температура и др.) и внутренних (растворимость, диффузия, фазовый состав) факторов на водородную коррозию. Указаны методы заш,и-ты стали от воздействия водорода при повышенных температурах и давлениях. [c.24]

В принципе все металлические материалы могут подвергаться электролитической коррозии. Для разрушения под действием проникшего водорода (водородного охрупчивания) необходимо наличие механических растягиваюш,их напряжений и стимуляторов абсорбции водорода, если материалы не являются особенно высокопрочными (см. раздел 2.3.5). Химическая коррозия с потерей массы в результате образования гидридов возможна только для следующих металлов In, Т1, Qe, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Те, Po [7]. [c.47]

В третьем обзоре рассмотрено влияние растворения и диффузии водорода на обезуглероживание сталей при повышенных температурах и давлении закономерности процесса водородной коррозии основы легирования для защиты сталей механизм обезуглероживания стали при повышенных температурах и давлениях. [c.4]

Результаты сопоставления растворимости водорода в исследуемых сталях и их склонности к водородной коррозии [c.120]

При изучении водородной коррозии стали обычно желательно исследовать влияние проницаемости водорода и выяснить, имеется ли корреляция между этой характеристикой и устойчивостью стали к водородному разрушению. [c.122]

Четвертый участок (ГД) характеризуется затуханием процесса обезуглероживания и растрескивания стали, в этот период происходит восстановление водородом остатков цементитных участков в стали. Сталь марки ЗОХМА (кривая 5) не подвергается в данных условиях водородной коррозии и скорость диффузии водорода в ней не изменяется со временем. Таким образом, всем участкам на кривой изменения водородопроницаемости со временем соответствуют определенные этапы процесса обезуглероживания (водородной коррозии) стали. [c.126]

Температурная зависимость равновесного давления метана для углеродистой стали при различных давлениях водорода приведена на рис. 13. Как следует из рис. 13, с понижением температуры рассчитанное давление метана, образующегося в микропорах, увеличивается, т.е, должна повышаться склонность стали к водородной коррозии. Однако наиболее благоприятные условия обезуглероживания стали обусловливаются совокупностью не только термодинамических, но и кинетических условий протекания реакции. Склонность стали к водородной коррозии нельзя определять лишь одной величиной равновесного давления метана [c.136]

На основании проведенного термодинамического анализа имеющихся данных по водородопроницаемости и, учитывая кинетику физико-химических реакций, можно полагать, что процесс обезуглероживания углеродистой стали возможен и при температурах 200-250, но для этого необходимы очень высокие давления водорода. При сравнительно невысоких давлениях (50-600 атм) скорость химической реакции очень мала и,как будет показано ниже, водородная коррозия стали по существу не наблюдается. [c.137]

Т ким образом, для стали марки 20 при температуре 500 и давлении водорода 100 атм индукционный период равен примерно 12 ч. Аналогичным образом можно определить время до начала водородной коррозии стали и при других температурах и давлениях водорода. [c.139]

Как показано выше (рис. 14), применение метода послойного химического анализа углерода в стали или микроскопическое исследование изменения структуры на начальных стадиях водородной коррозии оказывается недостаточно эффективным. В связи с этим для изучения изменения содержания углерода в поверхностных слоях стали в начальной стадии ее взаимодействия с водородом был использован метод радиоактивных изотопов. [c.141]

Известно [ 71,72,73]/ что в случае электрохимической коррозии растягивающие напряжения, снижая электродный потенциал, ускоряют коррозионные процессы, протекающие на поверхности металлов. По вопросу влияния напряжений на скорость обезуглероживания стали водородом сведений, в литературе не имеется. В связи с этим было проведено исследование влияния напряженного состояния на скорость водородной коррозии стали. [c.147]

Обезуглероживание стали при высоких температурах и атмосферном или сравнительно низких давлениях, протекающее в присутствии водорода и кислорода одновременно, необходимо отличать от обезуглероживания водорезом в условиях высоких давлений и температур 200-600 (так называемый процесс водородной коррозии стали). [c.162]

Водородная коррозия металлов - процесс сложный, включающий в себя ряд элементарных физико-химических процессов, недостаточно изученных в отдельности. Этим и объясняется наличие большого числа теорий водородной коррозии стали, выдвинутых различными исследователями. Однако все они носят гипотетический характер и не могут в полной мере объяснить явления, происходящие при обезуглероживании стали под воздействием водорода. [c.162]

Равномерная коррозия. В большинстве случаев, когда коррозии подвержена вся поверхность металла или отдельные ее части, защитные пленки или отложения не образуются. Это наблюдается в слабокислых растворах солей, кислотах, комплексообразующих растворах полифосфатов и в случаях, когда коррозионная среда беспрепятственно контактирует с поверхностью корродирующего металла. Скорость коррозии в этих случаях определяется диффузией и зависит от концентрации ионов водорода при коррозии с водородной деполяризацией или от концентрации кислорода при коррозии с кислородной деполяризацией. [c.92]

Коррозионный процесс, катодной реакцией в котором является восстановление водорода, называют коррозией с водородной деполяризацией. Он имеет место в электролитах, соприкасающихся с атмосферой, парциальное давление водорода в которой = [c.20]

Коррозия сталей в воде обусловлена электрохимической реакцией, при которой на поверхности металла протекают два сопряженных процесса — анодный и катодный. В ходе анодного процесса атомы металла переходят в электролит в виде ионов. Катодный процесс сводится к восстановлению деполяризаторов. Из катодных реакций наиболее важное значение имеют восстановление ионов водорода (водородная деполяризация) [c.5]

Водородной коррозии металлов посвящено значительное количество работ, и в настоящем разделе систематизированы данные, наиболее важные в условиях работы химической и нефтехимической аппаратуры. Накопленные к настоящему времени сведения позволяют представить такие сводки конкретных рекомендаций по условиям безопасного применения тех или иных материалов в водороде. [c.81]

Уравнения (4.26) и (4.28) позволяют детально рассмотреть вопрос о влиянии состава раствора на водородное перенапряжение, что представляет существенный интерес при изучении коррозионных процессов, когда катодным процессом служит разряд ионов водорода (кислотная коррозия) или же саморастворение амфотерных металлов в щелочных средах (щелочная коррозия с выделением водорода). Прежде всего остановимся на влиянии концентрации ионов водорода. Если общая ионная концентрация раствора достаточно высока, фг ПОтенциал становится исчезающе малым. Тогда вместо (4.26) и (4.28) будем иметь [c.79]

Водородная коррозия — диффузия водорода в металл, вызывающая в нем глубокие изменения, связанные с образованием гидридов и их разложением. Кроме того, наблюдается разрыхление структуры, связанное с обезуглероживанием стали [c.579]

Измерение количества выделившегося водорода при коррозии с водородной деполяризацией. [c.59]

На водородное охрупчивание аморфных сплавов существенно влияют их коррозионная стойкость и содержание металлоидов. На рис. 9.27 показано, как изменяется время до разрушения аморфных сплавов Fe—Сг—Мо в зависимости от величины деформации и времени выдержки в 1 н. водном растворе H I [36]. Видно, чТо время до разрушения значительно увеличивается и коррозионная стойкость сплава повышается при увеличении содержания хрома. Растрескивания при этом нет. В таком растворе, как I н. H I при коррозии происходит реакция (9.5) восстановления ионов водорода Н+, причем восстанавливается только то количество водорода, которое определено по реакции. Соответственно по реакции (9.10) определяется и количество абсорбированного водорода. Если коррозия прекращается, то водород не абсорбируется, и, естественно, водородное охрупчивание отсутствует. [c.279]

Разрушение под влиянием водорода (водородная хрупкость). Под влиянием растворенного водорода металлы могут настолько охрупчиваться, что уже при приложении малого растягивающего напряжения образуются трешины. Источниками поступления водорода могут являться термическая диссоциация воды при металлургических процессах (литье, сварка), диссоциация газов, коррозия, гальванические процессы и т.п. [c.161]

Водородное повреждение, хотя само и не является какой-либо разновидностью коррозии, вызывается ею. К этому виду повреждения относятся насыщение водородом, водородное охрупчивание и обезуглероживание. Биологическая коррозия представляет собой процесс коррозии вследствие активности живых организмов, а именно процессов поглощения ими пищи и выделения отходов. Отходами являются вызывающие коррозию кислоты и гидроокиси. Коррозия под напряжением — очень важная разновидность коррозии (она будет отдельно рассмотрена ниже). [c.19]

Коррозию металлов, при которой катодная реакция осуществляется с выделением водорода, называют коррозией металлов с водородной деполяризацией. [c.88]

Водородная коррозия может сопутствовать многим технологическим процессам, протекающим при повышенных температурах от 200 °С и давлениях от 300 МПа в средах, содержащих водород. Эти условия отвечают таким процессам, как гидрирование угля и нефти, синтез аммиака и метанола и др. [c.164]

Наблюдаются два вида повреждения металла водородом — водородная хрупкость и водородная коррозия. Часто эти явления накладываются друг на друга. Если в газе присутствует аммиак, то может происходить также и азотирование металла. [c.164]

Водородная коррозия является результатом химического взаимодействия водорода с карбидной составляющей стали. Внешне проявление водородной коррозии означает сильное снижение прочности стали без заметного разрушения поверхности. Появление водородной коррозии связывают с несколькими явлениями [c.165]

Скорость водородной коррозии в значительной степени зависит от глубины обезуглероживания стали. На этот процесс оказывают влияние давление водорода, температура и т.д. (рис. 6.9). [c.166]

На рис 15 приведены апачения продолжительности инкубационных периодов водородной коррозии (времени до начала 1юдородной коррозии) для углеродистой слали и стали ЗОХМА при различных температурах и давлениях водорода. [c.150]

Скорость водородной коррозии в значительной степени зависит от глубины обезуглероживания стали. Глубина обезуглероживания, в свою очередь, зависит от многих факторов и, в частности,, от давления водорода, температуры, толщины металла, времени выдержки и др. На рис. 116 и 117 ириве,дены данные по обезуглероживанию стали. 35 при различных. давлениях и тем-п( ратурах. Общее для все.х полученных кривых — это наличие какого-10 инкубационного периода, во время которого обезуглероживание стали не наблюдается или оно незначительно. Продолжительность этого периода зависит от температуры и давления водорода. [c.150]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную SO . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (HjS или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде Na S либо продуктов катодного восстановления сульфитов SOg" или тиосульфатов SjO вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей с 0,77 % С, а та кже ферритных и мартенситных нержавеющих сталей 167]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Проблема защиты металлов от воздействия водорода при повышенных температурах и давлениях с каждым годом приобретает все более актуальное значение. Это связано с тем, что технический прогресс в целом ряде отраслей промышленности зависит от возможности проведения технологических процессов при сравнительно высоких температурах и повышенных давлениях водорода. Осуществление таких процессов нередко затрудняется из-за отсутствия водородостойких сталей и сплавов или надежных методов защиты оборудования от водородной коррозии. [c.113]

Научно-теоретической базой для дальнейшего развития исследований в области высокотемпературного воздействия водорода на металлы и сплавы явились работы, выполненные в свое время в Государственном институте высоких давлений (Ленинград) Алексеевым, Остроумовым [18], Колбиным [19 ], Ипатьевым и сотр. [ 20, 21], Перминовым [22], впервые создавших комплекс экспериментальных установок для изучения поведения металлов при высоких температурах и давлениях газов. Из зарубежных ученых наибольший вклад в развитие теории водородной коррозии и установление кинетических закономерностей соответствующих процессов внесли Баукло [23], На-уманн [24,25 ], Нельсон [26, 27, 28]. [c.115]

Процесс водородной коррозии, т.е. восстановление карбидных фаз водородом, может происходить как на поверхности металлической фазы, так и внутри ее, главным образом, по границам зерен. В связи с этим физико-химическое представление о механизме обезуглероживания сплаврв, лимитирующих стадиях этого процесса и водородной хрупкости в значительной степени основывается на имеющихся сведениях о растворимости и диффузии водорода в металлах и формах его существования в кристаллической >ещетке и т.д. [c.116]

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]

Нижним температурным пределом, при котором еще возможна реакция разложения цементита водородом при атмосферном давлении, Шенк [51] считает 300. Поскольку этот процесс идет с уменьщением объема, повьшение давления сдвигает равновесное соотношение компонентов газовой фазы в сторону образования метана и снижает температурную границу обезуглероживания. Этим объясняется наличие водородной коррозии углеродистой стали при высоких -давлениях и температурах 240-300, [c.132]

Появление заметных признаков водородной коррозии наблюдается обычно только через некоторый интервал времени после начала контакта водорода с поверхностью металла. Этот интервал времени, в течение которого не происходит видимых изменений микроструктуры и механических свойств металла, называется инкубационным или индукционным периодом процесса обезуглероживания стали. Известно, что чем ниже температура и давление в системе, тем больще время индукционного периода. [c.137]

Следовательно, заметная водородная коррозия стали марки 20 при рассматриваемых условиях начинается только спустя 12 ч после начала контакта офазпа стали с водородом, а затем уже протекает со значительной скоростью. При этом снижение механических свойств (рис. 14) сопровождается снижением и содержания углерода в стали. [c.139]

В заключение следует отметить, что дальнейшие исследования водородной коррозии стали должны быть направлены в сторону углубления и уточнения данных об элементарных физико-химических процессах, протекающих при взаимодействии водорода с металлами.Вы-яснение влияния отдельных легирующих элементов и их сочетаний на водородоустойчивость позволит создавать новые стали с заранее заданными параметрами водороде -устойчивости и по фазовому составу определять стойкость конструкционных марок сталей при различных условиях эксплуатации. [c.169]

В сосудах, работающих в водородсодержащих средах, под действием водорода, повышенных температуры и давления может возникнуть водородная коррозия металла. Она проявляется в образовании на различной глубине отдулин и расслоений металла, которые возникают в результате диффузии атомов водорода в металл, концентрации их в имеющихся микронесплошностях, образования молекул водорода и увеличения его объема. Возрастающее при этом давление расслаивает металл и может привести к образованию трещин и разрушению сосуда. [c.371]

Интерес представляет термодинамическая оценка склонности хромистых сталей к водородной коррозии при высоких давлении водорода и температуре [94—96. Изучено взаимодействие водорода с углеродом в сложнолегированных сталях, содержащих 0,6 4,7 и 25% Сг и соответственно 0,04—0,05 0,067 и 0,14% С, и определена термодинамическая активность углерода в реакции образования метана. [c.38]

При выборе конструкционных материалов для водородных систем возникает дополнительная трудность, связанная с предотвращением снижения прочностных свойств из-за водородной коррозии, возникающей при высоких температурах и давлениях, когда водород взаимодействует с цементитом (Feg ) и обезуглероживает сталь. Водород диффундирует в металл и может вызвать в нем глубокие изменения, влияющие на прочность. При высоких температурах водород взаимодействует с графитом с образованием [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...