Водород, воздействие на сталь

Таблица 5. Влияние концентрации и времени воздействия МЭА на содержание водорода в стали

Рис. 21. Кривые разграничения областей воздействия водорода на стали в координатах температура — давление водорода (выше кривых — воздействие водорода есть, ниже — воздействия водорода нет)

Механизм воздействия водорода на сталь при высоких давлениях и температурах можно представить следующим образом. [c.163]

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]

Воздействие водорода на сталь при повышенных температурах и давлениях сводится в основном к разрушению карбидной составляющей, что вызывает необратимые поте- [c.114]

Испытание трубчатых образцов. Первая серия испытаний выполнена на трубчатых образцах из стали 20 при температуре 525 и давлениях, водорода 5-800 атм. О степени воздействия водорода на сталь судили по глубине обезуглероженного слоя на торцевых шлифах, вырезанных из трубы. Методика исследования подробно изложена ранее [30, 74, 75]. [c.147]

Так как наводороживание перлитных сталей происходит за счет проникновения к металлу выделяющегося при коррозии водорода, т. е. аналогично окисляющему воздействию кислорода, то и в отношении затруднения доступа водорода к стали пленка, образующаяся за счет термолиза комплексонатов железа, также более благоприятна. Необходимо учитывать также, что при уменьшении скорости коррозии при формировании защитной пленки абсолютное количество выделяющегося водорода становится значительно меньше. [c.91]

Этот вид воздействия водорода на стали получил название обезуглероживания. Процесс начинается с поверхности стали и чугуна и распространяется вглубь, уменьшая износоустойчивость, твердость и предел усталости металла. Обезуглероживание может вызывать не только водород, но и водяной пар, двуокись углерода и даже воздух, но в значительно меньшей степени. [c.30]

Хромовые стали устойчивы к воздействию водорода, устойчивость их возрастает с повышением содержания хрома в стали. 3% хромовая сталь может применяться до температур 400—450° С, 6% хромовая сталь — до 550° С, при давлениях, имеющихся в промышленных процессах гидрогенизации. Добавление вольфрама, молибдена и ванадия дает дальнейшее улучшение в устойчивости сталей к воздействию водорода. Низкоуглеродистые стали, содержащие 6% хрома и 0,5% молибдена, могут успешно применяться при гидрогенизации. Интересно, что хромовые стали противостоят воздействию водорода при содержании углерода не выше 0,5%. [c.223]

В результате воздействия водорода на сталь повышается хрупкость стали и наблюдается водородная коррозия. Повышение хрупкости , т. е. уменьшение прочности без образования микроскопических трещин и изменения микроструктуры и состава, обусловлено адсорбцией водорода на поверхности металла, скоплением атомов водорода в местах дефектов кристаллической решетки и развитием внутреннего давления. [c.21]

Проявление водородной хрупкости обусловлено воздействием ряда факторов. В первую очередь водородная хрупкость определяется концентрацией и формой состояния водорода в стали. Этот фактор определяет также и обратимость водородной хрупкости. Если наводороживание не перешло определенных границ и в стали не произошла сегрегация молекулярного водорода в коллекторах, образование пузырей и расслаивание стали, то со временем растворенный в стали водород (в виде протонов) может десорбировать из металла, что приведет к исчезновению водородной хрупкости (старение стали). [c.79]

Потеря пластичности и вязкости стали при ее наводороживании тесно связана со снижением работы ее разрушения А. Изменение этого показателя в значительной степени определяется не только такими факторами, как состав и структура стали и концентрация в ней водорода, но и скоростью деформации и температурой при испытании. Воздействие скорости деформации и температуры при испытании особо ощутимо, если концентрация водорода в стали сравнительно невелика и водород находится в основном в протонном состоянии. [c.98]

Механизм щелочного растрескивания, либо объясняют проникновением водорода в сталь 32, 43] (т. е. считают, что щелочная хрупкость стали представляет собой один из видов водородного разрушения), либо связывают с неодинаковым воздействием щелочи на грани и границы зерен [44, 45] (пассивность граней и избирательное разрушение границ зерен). В пользу второй теории свидетельствует отмечающийся в большинстве случаев межкристаллитный характер разрушения. [c.87]

Воздействие водорода на сталь при повышенных температурах и давлениях связано в основном с разрушением карбидной составляющей, вызывающим необратимые потери первоначальных свойств металла. Такое физико-химическое явление принято в технике называть водородной коррозией стали. [c.105]

Особенностью водородной коррозии является то, что воздействие водорода на сталь проявляется не сразу, а после определенной вы- [c.117]

Поскольку в результате воздействия водорода на сталь к основном снижаются ее пластические свойства, то метод [c.251]

При больших содержаниях водорода в стали (более 10-15 мл/100 г) в результате суммарного действия давления молекулярного водорода в порах и имеющихся в металле растягивающих напряжений возможно образование флокенов, расслоений и водородных трещин. Рост образовавшихся трещин при наводороживании стали происходит после снижения пластичности металла до определенной минимальной величины [39, 125]. На стойкость сталей в сероводородсодержащей среде существенно влияет ее твердость, уровень действующих в металле напряжений и концентрация сероводорода. Воздействие сероводородсодержащей среды на мягкие нелегированные стали при небольших напряжениях вызывает образование трещин и расслоений, ориентированных вдоль проката параллельно действующим напряжениям. В случае сталей повышенной прочности (твердости) или мягкой стали, но при высоких концентра- [c.20]

Процесс водородной коррозии начинается через некоторое время после начала воздействия водорода на сталь. Продолжительность [c.36]

В химической и нефтеперерабатывающей промышленностях широко осуществляются процессы с применением водорода высокого давления. Воздействие водорода на сталь зависит от температуры, давления, времени и других факторов [1—6]. [c.35]

После воздействия водорода аустенитные стали I и II групп, как правило, при статических и ударных испытаниях разрушались по границам зерен [c.47]

Ингибиторы оказывают большое влияние на наводороживание и скорость диффузии водорода в сталь. Некоторые ингибиторы воздействуют только на скорость растворения стали, не влияя на количество поглощаемого водорода, другие же ингибиторы влияют на оба эти процесса. К таким ингибиторам относятся ЧМ, применяющийся в растворах серной кислоты, и ПБ-5, замедляющий коррозию в соляной кислоте. [c.45]

О воздействии водорода на сталь при сероводородной коррозии и приближенной оценке величины давления водорода, вызывающего повреждение мягких сталей путем ВИР [c.59]

Если пластичные материалы, такие, как железо и малоуглеродистые стали, не растрескиваются при воздействии водорода и растягивающих напряжений, меньших предела текучести, то в отношении высокопрочных сплавов на основе железа положение иное в зависимости от прочности и содержания водорода эти стали могут интенсивно разрушаться при указанных напряжениях. Однако процесс их разрушения не является мгновенным и до зарождения трещины проходит некоторое время, это явление называют замедленным разрушением . [c.324]

Результаты отдельных исследований, связанных с воздействием водорода на сталь, описаны в работах [22-29] и др. [c.3]

В лаборатории проникновение водорода в стали на холоду происходит либо при непосредственном воздействии разбавленных кислот с добавками 1ШИ без добавок (катализаторы), способствующих абсорбции водорода поверхностью металла, либо электролизом разбавленных кислот или щелочей в присутствии некоторых веществ, как, например, мышьяка, ртути, цианистого калия и т. д. [c.124]

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]

Когда деталь после травления поступает в ванну кадмирования, то в самом начале может иметь место поглощение сталью некоторого количества водорода однако отложение на всей поверхности тонкого слоя кадмия будет, по-видимому, препятствовать проникновению атомов водорода в сталь. Если же, однако, в результате неправильного способа травления стальная деталь, поступающая в гальваническую ванну, уже содержит водород, кадмиевое покрытие будет препятствовать выделению этого водорода. В этом случае гальваническое покрытие увеличивает опасность разрушений, вызываемых водородом. Вероятно, однако, это происходит только при относительно большой толщине кадмиевого покрытия. По-видимому, наиболее правильным было бы не исключать гальваническое покрытие, но усовершенствовать методы травления или отказаться от травления совсем и применять хонингование паром (см. стр. 374) с последующим анодным травлением и электрополировкой. Несколько вариантов этих методов имеют промышленное применение, главным образом для высокопрочных легированных сталей, не относящихся к нержавеющим, и обычно (но не всегда) дают эффективные результаты. Если подготовка поверхности заключается в обработке твердым порошком, находящимся во взвешенном состоянии в воде, нельзя забывать о возможности образования водорода в результате воздействия воды на поверхность, не имеющую окисной пленки. [c.379]

Роль водорода при коррозии под напряжением. Хотя коррозия под напряжением могла быть в некоторых случаях ошибочно приписана водородной хрупкости, возможно, что внутреннее давление водорода играет важную роль в некоторых типах разрушений, которые правильно называются коррозионным растрескиванием , т. е. разрушений, возникающих при одновременном воздействии коррозии и напряжений, но которые не происходят, если отсутствует напряжение или коррозия. Например, водород может играть важную роль при растрескивании вблизи сварных швов на газовых заводах и даже при щелочном растрескивании котлов эти вопросы рассматриваются на стр. 417, 627. То обстоятельство, что стали, обнаруживающие максимальное сопротивление растрескиванию под действием нитратов, сходны со сталями, устойчивыми при работе с природным газом, содержащим сероводород, поддерживает точку зрения относительно того, что растрескивание в нитратах связано с водородом. Эти стали содержат хром и алюминий [78]. [c.387]

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 отличие от водных растворов сероводорода, в которых наводороживание растет с повьш1ением содержания сероводорода, в моноэтано-ламиновых растворах определяющий фактор-концентрация МЭА, а не сероводорода. При увеличении времени воздействия раствора с сероводородом и без него происходит уменьшение содержания водорода в стали [8] (табл. 5). [c.34]

На втором этапе воздействия водорода на сталь давление продуктов реакции, главным образом метана, выэыва- [c.165]

До сих пор нет общего мнения о первопри шне разупрочняю-щего. воздействия водорода. Воздействие водорода на рост трещины в сталях и сплавах обусловлено самыми разными, порой конкурирующими, элементарными процессами взаимодействия водорода в деформируемом материале с атомами кристати-ческой решетки и с дефектами структуры. Полагают, что водород, хемсорбируясь на активированных деформацией внешних и внутренних поверхностях, ослабляет межатомные связи в металле. Результатом такого взаимодействия, в зависимости от условий деформирования, может быть либо облегчение шхасти-ческого деформирования, либо разрушение металла. При этом основная причина водородной хрупкости металла - локализация действия водорода в наиболее ослабленных местах 49, 94]. [c.10]

Аустенитные хромони елевые стали не разрушаются под воздействием влажного сероводорода, адсорбируя в 10 раз больше водорода, чем сталь с мартенситной структурой. Разрушение сталей со структурой, состоящей из 50 % аустенита и 50 % мартенсита, происходит по мартенситу [2.12]. [c.149]

Такое различие в изменении содержания водорода в стали с блестящим и матовым осадком может быть связано с различной водородопроницаемостью этих покрытий. Изучали водородопроницаемость блестящих и матовых кадмиевых покрытий толщиной 9—13 мк [62]. Кадмий осаждали на одну сторону металлической мембраны, а другую сторону катодно поляризовали в растворе кислоты или щелочи или подвергали воздействию газообразного водорода при 200°. Предполагалось, что в последнем случае имитируются условия прогрева, применяемые обычно для разводороживания кадмированных деталей. Установка для изучения диффузии была сконструирована таким образом, что со стороны металлической мембраны, покрытой кадмием, создавался вакуум и в случае проникновения водорода через стальную мембрану и осадок кадмия в эту вакуумную полость, его количество могло быть измерено с помощью- манометра Мак-Леода. Кадмий осаждали из цианистого электролита с блескообразователем и из электролита без блескообразователя, предложенного в работе [56] и позволяющего при высокой плотности тока (7,5 а дм ) получать матовые пористые осадки. Появления водорода в диффузионной части системы не удалось обнаружить ни в одном из перечисленных выше случаев. На основании этих экспериментов был сделан вывод, чта [c.194]

Испытание выносливости металла проводили на машине конструкции МИС [2]. Отличительной особенностью наших опытов являлось то, что проволочный образец подвергался одновременному воздействию знакопеременного напряжения и катодной поляризации в изучаемых нами коррозионных средах. Анодом при этом служила платиновая проволока, расположенная на дне ванночки из органического стекла. Оценку интенсивности наводороживания проводили по показателям выносливости стали — числу циклов знакопеременного напряжения и по количеству поглощенного ею водорода. Водород в стали определяли методом его экстракции при нагреве в вакууме [3]. Предварительные опыты показали, что оптимальный режим экстракции следующий температура нагрева 650° С продолжительность выдержки образцов в приборе 1 час. Подобпьш режим экстракции рекомендуется исследователями [4,5] и дает достаточно надежные результаты. [c.224]

В реакторах синтеза а1ммиака и метанола, конверсии природного газа технологические процессы протекают с участием газообразного водорода Проникновение водорода в сталь может привести к снижению механических показателей сталей. Это снижение обусловлено при температурах порядка комнатной водородной хрупкостью и эффектом Ребиндера а при повышенных температурах (порядка 230°С и выше) — водородной коррозией поверхностным обезуглероживанием 2 и, по-видимому, воздействием растворенного водорода [c.161]

Разрушения, причиняемые водородом. Хотя далеко идущие химические изменения металлов обычно связываются с окислительной атмосферой, действие водорода также может вызвать серьезное ослабление механической крепости, особенно при высоких температурах и давлениях. Инглис и Эядрьюс показали каким образом может действовать водород в контакте со сталью на окисные и сернистые включения однако разрушения относятся главным образом за счет его взаимодействия с углеродом — основным элементом, упрочняющим сталь. При 250 ат и 250—270° площадки перлита обезуглероживаются водородом и появляется интергранулярное растрескивание. Температура, при которой начинается это воздействие, может быть для некоторых сталей не выше 50° однако аустенитные стали, содержащие хром и никель, не разрушаются при 250 ат и температуре 450°, хотя они и яри-обретают в случае, абсорбции водорода временную хрупкость. Действие водорода на стали является источником некоторых забот в химической промышленности, особенно в связи с гидрированием угля и нефти, а также в связи с синтезом аммиака. [c.148]

На поверхности аустенитных хромоникелевых сталей под воздействием азотоводородной смеси при высоких температурах образуется плотный и тонкий нитридный слой, который препятствует проникновению азота и водорода в сталь. [c.552]

На основании работы Стюарта в Кембридже можно считать, что в условиях, когда может проявляться коррозионная усталость, контакт с цинком заметно повышает коррозионно-усталостную выносливость в среде, близкой к нейтральной, но в кислой среде улучшения почти не наблюдается. Это и неудивительно начиная исследование ожидали некоторого сокращения числа циклов до разрушения вследствие поглощения водорода, однако в условиях лабораторных испытаний оно не наблюдалось. В одной американское работе было отмечено несколько интересных фактов травление в теплой серной кислоте заметно понижает усталостную прочность, но ингибитор вроде диортотолилтиомочевины уменьшает этот эффект, который скорее можно приписать образованию местных углублений, чем поглощению водорода. Такие результаты были получены на]малоуглеродистой стали, причем некоторые из них при небольшой амплитуде напряжений. Эти ограничения следует иметь в виду при перенесении получаемых результатов на условия эксплуатации. Конечно, в случае легированных сталей, обладающих повышенной прочностью, опасаются присутствия водорода в стали как причины, вызывающей растрескивание. Джексон отмечает, что в обычных углеродистых пружинных сталях (закаленных и отпущенных) водород оказывает катастрофическое влияние металл растрескивается в самом начале испытания на усталость (без коррозионного воздействия) [47]. [c.668]

В публикации [33] по поводу воздействия водорода на сталь указывается, что диффузия атомарного водорода в мягкой углеродистой стали (с твердостью максимум HR 22) может привести лишь к незначительным повреждениям стали или не повредить ее вовсе. Именно в этой связи мягкая углеродистая сталь определена в стандарте MR0175-2002 NA E [34], как металлический материал, стойкий к сульфидному растрескиванию под напряжением. [c.8]

Под воздействием напряжений картина перераспределения водорода значительно усложняется, так как при этом образуется множество новых ловушек водорода, часть из которых -обратимые. При нагружении основными ловушками водорода становятся зоны с максимальными трехосными напряжениями вблизи концентраторов типа острых надрезов и микротрещин, в местах скоплений плоских заторможенных дислокаций, причем образование таких дислокационных скоплений происходит зачастую по причине неоднородности пластической деформации на начальных ее этапах при напряжениях ниже предела текучести. Предполагается, что такие лсшушки , или как их еще называют -области объемного растяжения - должны быть более мощными ловушками для водорода по сравнению с дислокациями и границами зерен. Возникновение упругих напряжений приводит к уменьшению эффективного коэффициента диффузии и повышению предельной растворимости водорода, а сами области с максимальными трехосными напряжениями, как концентраторы напряжений и водорода, являются наиболее вероятными местами зарождения трещин в условиях замедленного разрушения стали. В количественном отношении при наличии напряжений равновесная концентрация С водорода в локальных областях кристаллической решетки зависит от исходной С , парциального молярного объема водорода в стали V и растягивающих трехосных напряжений р, определяемых шаровой составляющей тензора напряжений [25] [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология