Водородная коррозия под давлением

Особенность и повышенная опасность работы оборудования в процессах каталитического риформинга и гидроочистки состоят в том, что в результате длительного воздействия водорода при повышенных температурах и давлениях может произойти водородная коррозия металла. Водородная коррозия — особый вид разрушения металлов она не обнаруживается при обычном визуальном осмотре. Для выявления водородной коррозии необходима вырезка из аппаратов образцов с последующим исследованием структуры и механических свойств металла. Проникая в сталь, водород может вызвать ее обезуглероживание, снижение пластичности и длительной прочности. Интенсивность водородной коррозии зависит от состава стали, температуры и парциального давления водорода. Поэтому, например, опыт эксплуатации оборудования установок гидроформинга (35-1) с парциальным давлением водорода в системе не более 1,2—1,4 МПа не может быть распространен на установки каталитического риформинга и гидроочистки, в которых парциальное давление водорода колеблется в пределах от 3,0 до 4,4 МПа (установки типа 35-5, 35-11/300, 24-5, 24-6) и от 1,7 до 2,0 МПа (установки типа 35-6). [c.85]

Материалы для изготовления сосудов и аппаратов высокого давления следует выбирать в соответствии со спецификой их конструктивного исполнения, изготовления и эксплуатации, а также с учетом возможного изменения исходных физико-механических свойств материалов, находящихся под коррозионным воздействием обрабатываемой среды в условиях данного химико-технологического процесса. Так, при обработке водородсодержащих веществ на работоспособность аппарата оказывает особое влияние водородная коррозия, а при рабочих температурах выше 350 °С — ползучесть материала (стали). Кроме того, всегда нужно стремиться к низкой стоимости оборудования. Поэтому при выборе материалов предпочтение [c.118]

Современные крупные установки химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности (синтеза метанола, гидрирования нефтяных сред и др.) характеризуются применением аппаратуры, работающей при высоких давлениях и температурах до 550—600 °С, с применением водорода и его соединений в качестве одной из реакционных сред. Для изготовления этой аппаратуры используют преимущественно хромомолибденовые и хромистые стали. Стали с содержанием молибдена отличаются от углеродистых более высокими показателями механических свойств при повышенных температурах, поэтому рекомендуемая область их применения расширяется до 560 °С. Трубы из сталей с содержанием 5—8% хрома отличаются от труб из углеродистых ст.алей более высокой коррозионной стойкостью в серосодержащих средах, поэтому их часто применяют в теплообменных аппаратах даже при умеренных температурах, но при повышенной агрессивной активности сред. Стали, содержащие относительно небольшое количество хрома (0,5—11%), отличаются повышенной стойкостью к водородной коррозии. [c.215]

Водород обладает способностью проникать (диффундировать) в металл и вызывать его разрушение — происходит так называемая водородная коррозия. С увеличением давления и температуры водородная коррозия металлов усиливается. [c.31]

Увеличение давления обычно приводит к интенсификации коррозии. Так, при значительных давлениях в присутствии водорода углеродистые стали подвергаются водородной коррозии. [c.4]

Часто используют давление 350 кгс/см и температуру 80U" С. Тенденция к высоким давлениям в процессе гидрокрекинга и в производстве аммиака привела к увеличению использования низкохромистых сплавов для обеспечения прочности и предотвращения водородной коррозии. Это требование заставляет создавать цельносварные конструкции, которые сложнее в техническом обслуживании и ремонте. [c.116]

В ряде случаев можно выполнять колонны гидрирования из обычной стали. Если процесс проводится при высоком давлении, способствующем водородной коррозии, или с агрессивными веществами (карбоновые кислоты и др.), требуются специальные стали или облицовка стального корпуса легированной сталью и другими коррозионностойкими металлами. [c.523]

Воздействие водорода на сталь при повышенных температурах и давлениях связано, в основном, с разрушением карбидной составляющей, вызывающим необратимые потери первоначальных свойств материала. Такое физико-химическое явление принято в технике называть водородной коррозией стали. Ниже приведены справочные данные по растворимости и диффузии водорода в металлах и сплавах, методам защиты их от воздействия водорода, а также рекомендации по применению конструкционных сталей для изготовления оборудования, предназначенного для. различных условий эксплуатации. [c.236]

Реактор гидрокрекинга является сосудом, предназначенным для работы под давлением водорода (до 15 МПа) и температуре до 500°С. Он должен обладать необходимой механической прочностью, а также стойкостью против водородной коррозии в условиях реакции. [c.285]

Рис. 115. Продолжительность инкубационного периода водородной коррозии стали марки 20 (штрих-пунктирная линия) и стали марки ЗОХМА (сплошная линия) при различныу температурах и давлениях

С растворимостью водорода в металлах связана его способность диффундировать через металлы. Кроме того, будучи самым легким газом, водород обладает наибольшей скоростью диффузии его молекулы быстрее молекул всех других газов распространяются в среде другого вещества и проходят через разного рода перегородки. Особенно велика его способность к диффузии при повышенном давлении и высоких температурах. Поэтому работа с водородом в таких условиях сопряжена со значительными трудностями. Диффузия водорода в сталь при высоких температурах может вызвать водородную коррозию стали (см. разд. 38.5.1). [c.471]

Успеху создания установок гидрокрекинга и гидрообессеривания, подобных описанным выше, как со стационарным катализатором, так и с трехфазным псевдоожиженным слоем, содействовали создание металлов, способных противостоять обычной и водородной коррозии при высоких температурах и давлении в реакторах, и достижения в машиностроении, позволяюш,ие изготавливать реакторы диаметром до 4 м, которые выдерживают давление до 20 МПа и более. [c.124]

Рис. У-2. Графики областей применения сталей различных марок а —по содержанию компонентов / — сталь, 2%1 Сг и 0,5% Мо г —сталь. 1% Сг и 0,5% Мо — углеродистая сталь. 0,5% Мо 4 — углеродистая сталь (/1—область обезуглероживания, В — водородная коррозия) — температура процесса — парциальное давление водорода б — по глубине науглероживания в условиях гидрориформинга при 565 °С и давлении 1,8 МПа состав циркулируьэщего газа 70—53% водорода, 15—22% метана 15—25% этана и пропана / — сталь, 4—6% Сг и 0,5% Мо 2 — сталь, 1,25% Сг и 0,5% Мо Л — глубина науглероженного слоя стали х — время эксплуатации

Одной из серьезных трудностей, которые необходимо учитывать при проектировании промышленной аппаратуры для гидрогенизационной очистки, является коррозия. Опубликована [48] весьма удобная диаграмма, наглядно показывающая предельные допускаемые значения температуры и парциального давления водорода для различных углеродистых и легированных сталей. Большое значение имеет не только стойкость конструкционных материалов к водородной коррозии, но и влияние реакционноспособных кислородных, сернистых и азотистых соединений. Опубликован обширный обзор по Высокотемпературной сероводородной коррозии [72], в котором особое внимание уделяется коррозии при условиях, существующих на установках каталитического риформинга и каталитического гидрообессеривания. Показано, что коррозия зависит главным образом от температуры и парциального давления сероводорода. Коррозионная стойкость углеродистой стали й хромомолибденовых легированных сталей оказалась приблизительно одинаковой. Нержавеющие стали, содержащие 12% хрома, обнаруживают несколько большую коррозионную стойкость, но поведение их не всегда одинаково. Нержавеющие стали 18-8 (18% хрома, 8% никеля) обладают превосходной коррозионной стойкостью и оказываются неудовлетворительными только при особо жестких условиях процесса. Исключительно стойки к коррозии под действием сероводорода алюминиевые покрытия. [c.150]

Хрупкое разрушение печных труб возможно на установках каталитического риформинга. Перерабатываемое углеводородное сырье и водород при 530—600 °С и избыточном давлении 2—5 МПа, воздействуя на печные трубы, вызывают поверхностное науглероживание. Глубина науглероживания труб из стали 15Х5М в этих условиях достигает 3,5—5,0 мм за 7— 8 лет эксплуатации. Кроме того, при длительной работе в установленном режиме в сталях происходят структурные изменения. Эти изменения, приводящие к снижению механических характеристик прочности и пластичности, получили название водородной хрупкости или водородной коррозии. [c.150]

В третьем обзоре рассмотрено влияние растворения и диффузии водорода иа 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]

Нижним температурным пределом, при котором еще возможна реакция разложения цементита водородом при атмосферном давлении, Шенк [51] считает 300. Поскольку этот процесс идет с уменьшением объема, повышение 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]

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]

Водородная коррозия. Воздействие водорода на сталь при повышенных температурах и давлении связано в основном с разрушением карбамидной составляющей и сопровождается необратимой потерей начальных свойств ма териала [47]. Такое физико-химическое воздействие водорода на сталь называется водородной коррозией. [c.143]

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 больше время индукционного периода. [c.137]

Таким 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]

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

Предпочтение отдают реакторам без футеровки, хотя их стоимость выше, чем футерованных. Ремонт футеровки и повторное нанесение внутренних покрытий, а также проверка их состояния требуют дополнительных затрат. Кроме того, в случае появления в футеровке трещин создается ona to Tb местных перегревов металлического корпуса и усиления водородной коррозии. Далее рассмотрены нефутерованные реакторы в основном для гидрообессеривания дисгаллятов, рассчитанные на рабочее давление 3— 6 МПа. Для изготовления корпусов таких реакторов используют листы двухслойной легированной стали толщиной 50—120 мм в зависимости от диаметра аппарата, расчетного давления, температуры и т. д. Толщина слоя, обращенного внутрь реактора и противостоящего водородной коррозии, составляет 3—4 мм (толщина плакировки). [c.283]

Водородная коррозия сталей. В водородосодержащих средах атомарный водород при температуре выше 200 °С проникает (диффундирует) в металл, взаимодействует с карбидами с образованием метана, который, накапливаясь на границах зерен, приводит к их разрыву, вызывая снижение механических свойств (прочности и пластичности). Металлические поверхности, контактирующие с водородом, обезуглероживаются. Разрушение металлических материалов наступает по истечении индукционного периода водородной корразии (то). продолжительность которого зависит от степени легирования стали, температуры и парциального давления водорода. [c.291]

На рис 15 приведены тнячения продолжительности ипку-бащюпиых 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, иремеин выдержки и др. На рис. 116 и 117 приведены данные по обезуглероживанию стали 35 при различных. давлениях и температурах. Общее для B e,N полученных кривых — это наличие какого-то ипкубациопного периода, во время которого обезуглероживание стали ие наблюдается или оно незначительно. Продолжительность этого периода зависит от температуры и давления водорода. [c.150]

Как показали работы Ю. И. Арчакова, с увеличением давления до 80 Мн1м при температуре 600° С хромистые стали устойчивы к водородной коррозии только при содержании в них хрома свыше 8,4% (рис. 119). Водородоустойчивыми в этих условиях являются также стали с 0,16% С и 1,97% V и с 0,16% С и 0,94% Т1. [c.152]

При температурах выше 350°С сероводород, содержащийся в нефтях и дистиллятах, реагирует с железом, образуя сернистое жеяезо. В среде водорода в гидрогенизационных процессах прн высоких давлениях и температурах происходит водородная коррозия с разрушением цементита (РезС) и выделением метана по схеме [c.279]

Технологическая схема синтеза метанола изображена на рис. 155. Очищенный сиптез-газ сл имают турбокомпрессором / до 5— 10 МПа и смешивают с циркулирующим газом, который дожимают до рабочего давления циркуляционным турбокомпрессором 2. Смесь проходит адсорбер, 9, иредназиаченный для очистки газа от пеитакарбонила железа. Это веищство образуется при взаимодействии СО с железом аппаратуры и разлагается в реакторе с образованием мелкодисперсного железа, катализирующего нежелательные реакции получения СН4 и СО2. По этой причине, а также из-за водородной коррозии реактор выполняют из легированной стали. [c.530]

На рис. 4.46 приведены данные по влиянию температуры на скорость обезуглероживания трубчатых образцов из стали 20. При одинаковых давлениях, температурах и продолжительности воздействия водорода глубина обезуглероживания увеличивается с толщиной стенки (рис. 4.47). Повышение давления водорода и увеличение напряжений в стенке образцов также увеличивантг скорость водородной коррозии сталей. Уравнение для расчета глубины обезуглероживания [c.255]

Аналогичные результаты получены при исследовании длительной прочности стали 20 (рис. 4.60). При давлении водорода 14—15 МПа и температурах 350—500 °С длительная прочность стали резко снижается по сравнению с длительной прочностью в азоте. В условиях интенснвной водородной коррозии повышение давления при постоянной температуре и толщине стенкн вызывает сниженне пределов длительной прочности стали 20 по сравнению с длительной прочностью в азоте. [c.266]

Водородная коррозия. ВоздейстВ Ие водорода на сталь при повышенных температуре и давлении связано в основном с разруще-нием карбидной составляющей и сопровождается необратимой потерей ее начальных свойств. Такое физико-химическое воздействие водорода на сталь называется водородной коррозией. Из всех газов водород наиболее быстро растворяется в большинстве металлов. Под термином растворение следует понимать распределение газа в объеме металла. Процессу растворения газа в металле предшествует адсорбция его на поверхности металла и диссоциация на атомы. Заметная поверхностная диссоциация на атомы происходит при 200—300 °С. Изменение свойств металла под воздействием водородной коррозии объясняется следующим. [c.252]

В дефектах кристаллической рещетки металла скапливается метан. Молекула метана настолько велика, что не может диффундировать внутрь металла, поэтому возникает давление газа, приводящее к вздутию и растрескиванию металла. Обезуглероживание стали сопровождается межкристаллитным растрескиванием. В результате водородной коррозии поверхность стали теряет металлический [c.252]

Автоклавы Ипатьева лабораторного типа изготовляют емкостью от 100 мл до 1 л в них проводят реакции под давлением до 250— 300 ат и при температурах до 450°. Работы при более высоких температурах опасны из-за водородной коррозии, диффузии водорода через стенки и наступающей текучести металла (крипп). [c.347]

Дымовые газы нз печи П-2 проходят в теплообменник Т-2, где обмениваются теплом с парами сырья, затем - в атмосферу. Взвешенный в парах сырья катализатор через решетку на конце подъемника попадает в реактор Р-1. Давление в реакторе поддерживается на уровне 0,2 МПа. Для предотвра1цения водородной коррозии стенки реактора покрыты торкретбетоном. [c.106]

По механизму действия различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия — разъедание металла химически активными веществами (кислотами, щелочами, растворами солей и т.д.). Широко расгфостранена электрохимическая коррозия, протекающая в водных растворах электролитов, в среде влажных газов и щелочей под действием электрического тока. При этом ионы металла переходят в раствор электролита. Электролитом является среда, омывающая поверхность детали. Многие технологические процессы связаны с получением или применением водорода при высоких температурах и давлениях он вызывает водородную коррозию, которая появляется в виде отдулин и расслое-1ШЙ на различной глубине поверхностного слоя корпусов аппаратов, труб [c.82]

Проблема защиты металлов от воздействия водорода лри повышенных температурах и давлениях с каждым годом приобретает все более актуальное значение. Это связано с тем, что технический прогресс в целом ряде отраслей промыщленности зависит от возможности проведения технологических процессов при сравнительно высоких температурах и повыщенных 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]

Температ фная 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 повыщаться 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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология