Возникновение водородной коррозии

Ниже рассматриваются возможные причины возникновения водородной коррозии [c.30]

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ [c.117]

Теплоизоляционные свойства футеровки толщиной 150 мм, выполненной из качественных материалов, обеспечивают эксплуатацию аппаратов при температуре стенок реактора не выше 180—200° С, т. е. значительно ниже температуры 300 С, принимаемой с некоторым запасом в расчетах на прочность. Таким образом, футеровка обеспечивает температурный режим работы аппаратов, позволяющий использовать металл без заметного снижения прочности в условиях, исключающих возможность возникновения водородной коррозии при просачивании газа через футеровку, начинающей проявляться, как отмечалось ранее, при температуре выше 200° С. [c.113]

В стали вместо -фазы образуется более хрупкий твердый раствор водорода в железе. Образовавшийся при обезуглероживании стали метан и растворенный водород вызывают большие дополнительные внутренние напряжения, которые приводят к возникновению микро - и макротрещин, преимущественно на фа-ницах зерен металла. Скорость водородной коррозии в значительной степени зависит от глубины обезуглероживания стали, которая определяется многими факторами давлением водорода, температурой, толщиной металла, временем взаимодействия и др. [c.20]

Продукты коррозии могут также снизить прочностные свойства или способствовать охрупчиванию металла. Одним из подобных примеров является пережог стали или окисление по границам зерен у некоторых сплавов. Другим примером может служить водородная хрупкость стали и возникновение водородных трещин в тех случаях, когда образующийся в результате коррозионного процесса водород проникает внутрь металла (рис. 11.14) [27]. В таких металлах, как цирконий, это явление может привести к выделению в металле хрупкого гидрида циркония в форме тонких пластинок, которые разрушают металл подобно микротрещинам или надрывам [28]. [c.439]

Метод анодной защиты при помощи катодного протектора может быть использован не только для защиты от коррозии, но также для защиты от возникновения водородной хрупкости. Известно, например, что в жестких условиях эксплуатации в концентрированных растворах соляной и серной кислот при высоких температурах тантал вследствие наводороживания в процессе коррозии становится хрупким [192]. В подобных условиях можно защитить тантал от охрупчивания путем контактирования его с платиной или палладием [193]. При этом отношение защищаемой анодной поверхности (тантала) к катоду (платина или палладий) очень велико. Защита от наводороживания вызывается сдвигом потенциала тантала к значениям, близким к значению равновесного водородного потенциала, что в значительной степени затрудняет процесс водородной деполяризации на тантале. Кроме того, анодная поляризация тантала при контакте с катодом (платиной, палладием) также тормозит процесс восстановления водорода на тантале. Эти факторы и приводят к устранению водородной хрупкости тантала при контакте его с платиной, палладием (табл. 36) и с другими металлами платиновой группы, а также при введении в раствор ионов этих металлов или при создании гальванических осадков этих металлов на поверхности тантала. [c.164]

При воздействии агрессивной среды на циклически деформируемую сталь снижение усталостной прочности может явиться следствием трех причин адсорбционного воздействия среды, анодного и катодного процессов [425]. При работе детали в кислой среде, вызывающей коррозию с водородной деполяризацией, доминирует катодный процесс, приводящий к абсорбции водорода сталью и возникновению водородной усталости. При работе детали в растворе электролита с pH 7 в отсутствии катодной поляризации от внешнего источника тока превалирует анодный процесс, приводящий к проявлению коррозионной усталости. [c.157]

В зависимости от условий наводороживания газ, извлеченный из замкнутых пузырей, может состоять практически целиком (99,5% объемп.) из водорода (при низкотемпературном наводороживании) и содержать некоторые примеси (94% Нг, 2% СН4, следы СО и СО2) при высокотемпературной водородной коррозии. Эти цифры являются доказательством возникновения пузырей вследствие наводороживания. Давления в исследованных пузырях, обнаруженных на поверхности низкотемпературного аппарата одного из нефтезаводов, оказались равными 10,0 и 19,8 МПа [83]. Безусловно, что эта величина значительно меньше первоначальных давлений водорода во внутренних коллекторах в металле, реализация которых вызвала образования данных пузырей. [c.28]

Для зашиты от коррозии низколегированных, специальных и трансформаторных сталей предложен раствор, содержащий 30—35 г/л мажефа и 50—70 г/л азотнокислого цинка. Вместо мажефа могут быть применены первичные фосфаты цинка или кадмия. Температура раствора 70—80°, продолжительность фосфатирования 5—10 мин. И. И. Хайн, предложивший этот раствор, указывает, что благодаря малой продолжительности процесса и незначительности выделения водорода, обработка в нем стали не сопровождается возникновением водородной хрупкости металла [10]. [c.70]

Первичным актом возникновения процесса коррозии является восстановление водородного иона, сопровождаемое появлением электродного потенциала определенной величины Ен при недостатке этого иона во влаге процесс коррозии не начался бы, так как не возникла бы электрическая цепь. [c.23]

Ион Н+ образуется в результате диссоциации кислот в воде. Это могут быть органические кислоты, образующиеся при окислении углеводородов. Степень диссоциации у них невелика, но и они могут обусловливать возникновение процесса коррозии. Гораздо более опасны неорганические кислоты или их соли. Однако, даже если влага не содержит примесей таких кислот, это не гарантирует отсутствия водородных ионов. В воздухе всегда содержится углекислый газ СОа. Растворяясь в воде и реагируя с ней, он образует угольную кислоту, обладающую довольно большой степенью диссоциации. [c.23]

Это явление называется водородной коррозией, в результате которой наблюдается сильное снижение прочности стали. Оно в особенности характерно для процесса синтеза аммиака, в котором водород, кроме обезуглероживания стали, диффундирует в металл, вызывая в нем глубокие изменения, связанные с образованием гидридов и их разложением. Наряду с этим предполагается также образование в стали вместо а-фазы более хрупкого твердого раствора водорода в железе. Снижение механической прочности стали объясняется также тем, что образовавшийся при обезуглероживании стали метан и растворенный водород вызывают большие дополнительные внутренние напряжения, которые приводят к возникновению микро- и макротрещин, главным образом на границах зерен металла. [c.149]

Существует также предположение, что понижение прочности стали вследствие водородной коррозии вызывается возникновением внутриполостного давления из-за выделения молекулярного водорода, образующегося из атомарного водорода. [c.58]

Катодные ингибиторы коррозии в ряде случаев (например, ингибиторы ЧМ, ПБ-5 и др.) уменьшают также наводороживание металла при его кислотном травлении, что снижает опасность возникновения травильной хрупкости. Можно заключить, что подобный эффект свойствен ингибиторам катодного процесса водородной деполяризации, когда тормозится стадия разряда водородных ионов, но не стадия рекомбинации водородных атомов (см. с. 250). [c.349]

В зависимости от условий может преобладать та или другая реакция в кислых средах, при ограниченном доступе кислорода к металлу преобладает первая коррозия с водородной деполяризацией), при большой скорости подачи кислорода или других окислителей — вторая (коррозия с кислородной деполяризацией). Анодная и катодная реакции характеризуются равновесными потенциалами и <Рр Основные условия возникновения коррозионного процесса <Рр — срр 0. Одновременное протекание анодной и катодной реакций возможно при некотором промежуточном между <Рр, , и значении потенциала, называемом стационарным. При этом потенциале реакции (1) и (II) протекают с одинаковой скоростью [c.518]

Основное количество повреждений (247) наблюдалось в течение первых шести лет эксплуатации. В 1971-1973 гг. оно непрерывно возрастало. В следующие три года несколько снизилось, но все же находилось на недопустимо высоком уровне. Затем количество повреждений снизилось до минимума и держалось на таком уровне до 1995 г. В последние годы начали поступать сведения об одиночных коррозионных повреждениях трубопровода, причина возникновения которых требует выяснения. Большинство повреждений имело вид нераскрывшихся коррозионных трещин различной длины (20-150 мм) на продольных заводских сварных швах поблизости от кольцевых монтажных швов или непосредственно на них. Известно, что с момента ввода в эксплуатацию по апрель 1972 г. по трубопроводу Оренбург-Заинск транспортировался неингибированный газ с содержанием НгЗ до 2,5% об., который мог вызвать сероводородную коррозию металла, проявляющуюся в разных формах — от общей равномерной коррозии до водородного расслоения и сероводородного растрескивания. [c.62]

С целью установления критериев идентификации водородных расслоений их исследовали как методами внутритрубной УЗД (В- и С-сканы), так и методами наружного контроля и металлографии. В результате показано, что основными признаками, отличающими водородные расслоения металла от неметаллических включений, являются наличие по контуру основного дефекта ступенчатых расслоений, приближающихся к внутренней или наружной поверхности трубы общая или локальная коррозия (в форме утонения стенки) внутренней или наружной поверхности трубы в области водородного расслоения возникновение над центральной частью расслоения вздутий или разрушений стенки трубы в случае, когда протяженность водородных расслоений составляет более 100 мм. Если при компьютерном анализе сканов дефектных участков трубопровода не обнаружены следы электрохимической коррозии металла стенок и ступенчатых микрорасслоений, приближающихся к наружной или внутренней поверхностям труб, то это свидетельствует [c.102]

Коррозия в реакторных блоках. Особенностью эксплуатации установок риформинга является проведение процесса при высоких температуре и давлении в водородной среде с образованием коррозионных потоков продуктов риформинга. Различают два вида коррозии электрохимическую и химическую, протекающую на поверхности металла и возникающую в результате химических реакций без образования электрического тока. Источником электрохимической коррозии являются хлористые и сернистые соединения, которые в условиях конденсации продуктов риформинга могут образовывать электролиты с возникновением коррозионного тока, разрушающего металл оборудования. [c.169]

Как это было показано выше, при нормальных температурах коррозионные среды (электролиты) влияют на прочность стали в связи с возникновением адсорбционных и электрохимических явлений, причем в случае коррозии с водородной деполяризацией приобретает значение диффузия водорода в сталь. ]При высоких температурах (например, в расплавах солей) превалирующее значение при влиянии коррозионной среды на прочность уже имеют не электрохимические и адсорбционные явления, а диффузионные процессы, в результате которых может наблюдаться растворение стали (особенно легирующих ее элементов), либо образование твердых растворов, например азотирование стали, либо возникновение интерметаллических соединений. [c.109]

Сопротивление процессу восстановления иона водорода (присоединения электрона и образования молекулы На) является причиной возникновения активационной поляризации. Такая поляризация была названа водородным перенапряжением или перенапряжением выделения водорода. Чем больше перенапряжение выделения водорода, тем медленнее протекает сопряженный анодный процесс — коррозия металла. Полировка поверхности металла, понижение температуры электролита и увеличение плотности поляризующего тока. — все эти факторы влияют на увеличение перенапряжения выделения водорода. [c.34]

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]

Характер сероводородного растрескивания зависит от марки стали, концентрации сероводорода в среде и величины напряжений в металле [137]. Возникновение трещин на ранних стадиях коррозии отмечается в сталях с повышенной склонностью к растрескиванию в газонефтепромысловых средах с высокой концентрацией H2S. Эти трещины имеют сравнительно простой характер. При высокой величине напряжений образуются крупные трещины, расположенные под прямым углом к направлению приложения нагрузки. Однако при низких напряжениях трещины располагаются не под прямым углом к оси нагрузки, а радиально. Считают [137], что эти радиальные трещины возникают вследствие водородного расслоения (пузырения). При медленном развитии процесса растрескивания (при небольших напряжениях в металле и малых концентрациях сероводорода в среде) образуются многочисленные мелкие трещины. Эти трещины не связаны с образованием пузырей. [c.59]

В случае катодной поляризации критическая плотность тока, вызывающая резкое увеличение коррозии алюминия, имеет примерно те же значения, что и при анодной поляризации. В этом случае наблюдается интенсивная катодная коррозия, причиной возникновения которой является развитие водородной деполяризации, приводящей к подщелачиванию среды на границе металл — электролит и быстрому разрушению окисной пленки а алюминии в щелочной среде. [c.83]

Водород, проникая через торкрет-бетонную футеровку, контактирует с металлом корпуса. При неудовлетворительном качестве торкрет-бетонных футеровок и теплоизоляции штуцеров или при образовании в футеровке в процессе эксплуатации трещин и других дефектов возможен перегрев стенок реакторов и стенок штуцеров выше 230 °С. что создает угрозу возникновения водородной коррозии реакторов, выполненных из стали марок 22К, 09Г2С, 16ГС, СтЗ, Сталь 20. Для обеспечения длительной и безопасной эксплуатации реакторов устанавливают обязательный регламент. [c.86]

Таким образом, коррозионно-усталостное разрушение во многих средах может происходить принципиально отличнылш путями в зависимости от величины амплитуды напряжений. При больших амплитудах напряжения в кислых средах или при некоторых видах заш,иты (например, при катодной защите) решающим для прочности является возникновение водородной усталости стали. При меньших амплитудах напряжения, когда коррозионные процессы на анодных участках успевают развиться, а также в коррозионных средах,в которых невозможно наводороживание, трещины усталости растут вследствие действия циклических и коррозионных напряжений, а также напряжений от адсорбционного расклинивания, в сумме больших предела циклической текучести. Если же сумма перечисленных напряжений меньше предела циклической текучести, трещины усталости развиваются под влиянием анодного процесса, разрушающего металл в этом случае интенсификации процесса способствуют циклические напряжения, вызывающие снижение электродного потенциала в местах их концентрации, а также разрушающие окисную пленку, которая затрудняет коррозию. [c.175]

В последнее время наиболее ьероят ым механизмом пониженияг прочности стали вследствие водородной коррозии считается возникновение внутриполостного давления из-за выделения по границам зерен (или внутри возможных дефектов кристаллической рещетки) стали молекулярного водорода, образующегося из находящегося в стали атомарного водорода. [c.110]

Имеются сведения о возникновении в тантале при действии иа него водорода хрупких разрушений вследствие наводорожи-вания металла, в особенности при нагреве. По этой причине не рекомендуется контактировать тантал с другими металлами, процесс коррозии которых протекает с водородной деполяризацией. На рис. 198 показано влияние температуры на растворимость водорода в тантале. Тантал становится также хрупким в серной кислоте при температуре кипения и концентрации 79% и в концентрированной соляной кислоте при 190" С. [c.293]

Стимулируя коррозию черных металлов в кислых средах, сероводород является также и стимулятором наводо-роживания их как в процессах коррозии, так и при катодной поляризации [2,8,55-64]. Сероводород, содержащийся в пластовых водах нефтяных скважин, ускоряет диффузию и растворение водорода в решетке стали и увеличивает его концентрацию в поверхностных слоях, способствуя разрушению границ кристаллов металла, что является причиной возникновения хрупкости стали [65-68]. Водородная хрупкость стального оборудования нефтеперерабатывающих заводов стала одной из основных коррозионных проблем на ряде установок. Наиболее склонны к этому виду разрушения ректификационные колонны, сопряженные С системами о , 4 [c.55]

Описанные опыты дают возможность предположить, что в таких поликристаллических металлах, как сталь (которая имеет на разделе двух фаз среда — металл огромное количество микрокатодных и. микроанодных участков), в процессе ее деформации при одновременной коррозии с водородной деполяризацией происходит достаточно быстрое наводороживание пластически деформируемых катодных участков. Очевидно, эти участки будут слабыми местами, в которых может возникнуть хрупкое разрушение. Такое разрушение возможно, например, при больших амплитудах циклических напряжений, если оно происходит вскоре после нагружения образцов. Это объясняется тем, что другие слабые места еще не возникли, так как времени в этом случае еще недостаточно для значительного коррозионного поражения анодных участков, т. е. для возникновения слабых мест в стали под влиянием уменьшения ее прочности вследствие коррозионного поражения.. [c.173]

Таким образом, эта линия отражает условия возникновения твердых нерастворимых продуктов коррозии. Нерастворимым продуктом коррозии в данном случае считается такой продукт реакции, который находится в равновесии с концентрацией Ре " в растворе, равной 10 N. Выше указанной линии располагается область существования нерастворимых продуктов коррозии, дающих в растворе концентрацию Ре ниже 10" . Такая область на диаграммах Пурбэ называется областью пассивности. В этой области металл термодинамически неустойчив, но вследствие образования нерастворимых продуктов реакции коррозионный процесс в некоторых условиях может блокироваться. Небольшая вторая область коррозии находится у правого края диаграммы и относится к случаю образования ферратов железа (НРеОа) в сильнощелочных растворах. Две наклонные пунктирные прямые, относятся нижняя (в) к равновесию Н + е На, верхняя (г) — к равновесию О2 + 2е + Н.р 20Н", т. е., другими словами, они характеризуют зависимость потенциала водородного и соответственно кислородного электродов от pH. [c.8]

Во-первых, эффект коррозионного растрескивания установлен в общем только для сплавов,, однако следут иметь в виду, что наблюдалось межкристаллитное растрескивание меди 99,999%-ной чистоты в аммиачном растворе [102]. Хотя это может быть связано с загрязнениями на границах зерен, т. е. с содержанием сплава в металле высокой чистоты, называть такой материал сплавом не принято. Сообщалось также о межкристаллитном растрескивании железа высокой чистоты [103], которое вызывалось загрязнениями по границам зерен. Во-вторых, растрескивание возникает в сплавах только при воздействии некоторых специфических сред (например, а-латуни в аммиаке, как это показано в табл. 13), однако число этих сред возрастает по сравнению с первоначально установленной номенклатурой. Когда вызывающей растрескивание средой является вода, ее происхождение не имеет существенного практического значения. В-третьих, коррозионное растрескивание — явление, возникающее при сочетании наличия напряжений в детали и пребывания ее в коррозионной среде. Устранение либо среды, либо напряжений будет предотвращать возникновение трещин или пр юстановит дальнейший рост уже образовавшихся трещин. В-четвертых, при любом характере приложенного напряжения оно должно иметь растягивающую поверхностный слой компоненту. Наконец, следует отметить, что не совсем ясна определяющая коррозионная реакция, вызывающая развитие трещин. Растрескивание ииожет возникнуть из-за коррозии, т. е. разъедания металла, на очень узком фронте по описанным ниже причинам, но может быть также следствием локального охрупчивания, вызванного поглощением атомов водорода, которые разряжаются на локальных катодах близко к острию трещины. Иногда между этими двумя обш ими механизмами делают различие, называя первый механизмом активного пути, а второй — механизмом водородного охрупчивания. Хотя уже стало привычным рассматривать их по- [c.173]

В большинстве случаев коррозия подземных сооружений протекает с преимушественным катодным контролем. Наиболее характерным катодным процессом в грунтовых условиях является кислородная деполяризация с преобладанием торможения транспорта кислорода к металлу. В сильно кислых грунтах может происходить водородная деполяризация. Не исключена также возможность электрохимического восстановления продуктов жизнедеятельности различных грунтовых микроорганизмов. Особенно вероятно в грунтовых условиях возникновение коррозионных пар неравномерной аэрации. [c.110]

Под действием растягивающих напряжений наводороживание титана вызывает растрескивание, которое происходит, вероятно, по сорбционно-механокоррозионному (смк) механизму (схема 5). Определяющие факторы — наводороживание металла в процессе коррозии и снижение критических напряжений акр возникновения и развития трещин вследствие адсорбционного и абсорбционного эффектов. Разрушение защитной пленки при электрохимической коррозии с водородной деполяризацией создает предпосылки для интенсивной сорбции водорода титаном. Адсорбированный водород вступает в химическое взаимодействие с титаном, образуя гидридную пленку и диффундируя в металл с образованием гид- [c.186]