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壓力容器應力腐蝕:高溫高壓氫對鋼的應力腐蝕

   2021-02-04 子琪148
核心提示:在石油化工容器中,有一些容器的工作介質是溫度為幾百度、壓力為幾百個大氣壓、含有一定比例的氫的混合氣體。例如合成氨的合成塔,介質為氮、氫、氨的混合氣體。

在石油化工容器中,有一些容器的工作介質是溫度為幾百度、壓力為幾百個大氣壓、含有一定比例的氫的混合氣體。例如合成氨的合成塔,介質為氮、氫、氨的混合氣體。碳鋼及低合金鋼在高溫高壓的還原性介質(特別是氫)的作用下,強度和塑性都會嚴重降低,而它的外表面卻沒有明顯的破壞跡象。這一現象俗稱“氫脆”。原因是發生了化學反應,高溫高壓的氫進入鋼中,與滲碳體相互作用,生成甲烷,使鋼脫碳。其反應為:

                              Fe?C+2H? →3Fe+CH?

    氫氣是否會使鋼發生氫脆,主要決定于它的壓力、溫度、作用時間和鋼的化學組成。通常,氫的分壓越大、溫度越高,鋼的脫碳層越深,發生氫脆斷裂的時間越短。其中溫度因素尤為重要。


    鋼中碳與合金的含量對氫脆也有很大影響。在相同的溫度和壓力條件下,碳含量越高,越容易發生氫脆。在合金鋼中,碳含最的影響就更為明顯。鋼中若加入鉻、鈦、釩等元素,則可阻止鋼產生氫脆。

 
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