Сталь устойчивость к водородной коррозии

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]

Печи используют для нагрева сырья в смеси с водородсодержащим газом. Конструктивно они могут отличаться друг от друга расположением труб — горизонтальным или вертикальным, с однорядным или двухрядным экраном. Для змеевика печей, нагревающих сырье перед реактором, используют бесшовные трубы из аустенитной стали, которые при высоких температурах более устойчивы к водородной коррозии. [c.142]

Водородная коррозия заключается в реакции между водородом и углеродом стали. При этом образуется метан, в результате его накопления появляются трещины и вздутия, а металл обезуглероживается. Исследование этого процесса показало [25], что в зависимости от активности углерода в стали, давления водорода и температуры давление метана, образующегося при протекании реакции между углеродом и водородом, может достигать 10 —10 бар. Чем выше давление водорода, тем менее устойчива против водородной коррозии сталь. [c.23]

В условиях водородной коррозии в первую очередь происходит взаимодействие водорода с карбидом железа как менее устойчивым по сравнению с другими карбидными составляющими стали. Эта реакция протекает быстро, и механические свойства стали при этом изменяются в зависимости от количества и размещения карбидов железа. Связать углерод в смешанные или самостоятельные карбиды других элементов, более устойчивые, чем карбид железа, можно путем легирования хромом, молибденом, вольфрамом, ванадием, титаном и некоторыми другими элементами. Степень повышения стойкости стали по отношению к водороду зависит от того, образуют ли легирующие элементы самостоятельные карбиды или растворяются в карбиде железа, стабилизируя его. [c.59]

Высокой устойчивостью против водородной коррозии обладают также стали, легированные металлами, образующими карбиды, более стойкие по отношению к водороду, чем карбид железа. Действие легирующих металлов различно. Так, хром, образующий карбид хрома, растворяется в карбиде железа, давая стойкий смешанный карбид. Стойкость стали постепенно возрастает с увеличением содержания в ней хрома и резко повышается после того, как весь углерод будет связан только в карбид хрома (для малоуглеродистых сталей при содержании хрома около 3%). Аналогично действие молибдена и вольфрама. Ванадий и титан образуют только простые карбиды, поэтому стойкость стали повышается лишь при содержании их не менее 0,6—0,8%. [c.132]

Практические и исследовательские данные показывают, что устойчивыми к водородной коррозии при ведении процесса гидрогенизации являются при температурах до 100° — углеродистые и все легированные стали при температурах до 250° — хромистые стали с 1% хрома до 400° — хромистые стали с 2,5—3,5% хрома 400—500° — хромистые стали с 4— 6% хрома и хромоникелевые стали (18% хрома и 8—9% никеля). [c.9]

Аппараты, работающие при высоком давлении, следует изготавливать из сталей, обладающих высоким пределом прочности при растяжении и значительным пределом текучести. Материал не должен содержать каких-либо неметаллических или газовых включений. Аппараты высокого давления часто применяются для проведения реакций с участием водорода. Для предотвращения водородной коррозии поверхность стального аппарата либо должна быть защищена слоем устойчивого к коррозии материала, либо весь аппарат должен быть изготовлен из такого материала. Обычно используют листовую медь или алюминий. Однако их применение нежелательно, если реакционная среда содержит сероводород или сернистые соединения. В этом случае наиболее стойкими оказываются среднелегированные хромомолибденовые стали. [c.32]

Основные препятствия, стоявшие на пути разработки процесса гидрогенизации, заключались в трудности подбора активных и стойких против отравления катализаторов, в отсутствии специальных сталей, устойчивых против водородной коррозии и одновременно сохранявших достаточную прочность при высоком давлении и высокой температуре, в дороговизне водорода и др. С развитием металлургии легированных сталей и по мере более глубокого изучения явлений катализа эти препятствия в основном были устранены. [c.711]

Основные препятствия, стоявшие на пути разработки процесса гидрогенизации, заключались в трудности подбора активных и стойких против отравления катализаторов, в отсутствии специальных сталей, устойчивых против. водородной коррозии. [c.456]

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]

Наиболее радикальной мерой предотвращения водородной хрупкости до настоящего времени является рациональное легирование сталей. Установлено, что аустенитные хромо-никелевые стали значительно более устойчивы и, например, не подвергаются водородной коррозии даже при давлении водорода 250 атм и температуре 450°. [c.110]

При сдвиге pH среды в область кислотных значений хлоридное КР аустенитных сталей может ускоряться и замедляться. Повышение кислотности среды снижает устойчивость пассивного состояния. Поэтому в области значений pH, где пассивное состояние сохраняется, ио увеличена вероятность его локального нарушения, КР ускоряется. Наоборот, при таком снижении pH, когда вследствие ухудшения защитных свойств пассивного слоя становится невозможной острая локализация процесса депассивации, образование трещин затрудняется, и вместо хлоридного КР идет питтинговая и неравномерная коррозия (хотя может интенсифицироваться водородное растрескивание). [c.116]

Сложные условия коррозии в многообразных реакционных средах при переменном водородном показателе затрудняют выбор устойчивых конструкционных материалов для реакционных аппаратов и трубопроводов, так как стойкость материала в реакционной среде не определяется стойкостью материала в отдельных ее компонентах. Отсюда вытекает необходимость подбора конструкционных материалов, стойких в кислых средах,— эмаль, нержавеющие стали ЭИ-402, 629 и при переменном водородном показателе — никель-молибденовые сплавы ЭИ-460, ЭИ-461, винипласт, фторопласт, пропитанный графит и др. [c.22]

Н. Д. Томашов объясняет, в частности, возникновение повышенной устойчивости хромоникелевых сталей в серной кислоте при дополнительном их легировании катодными присадками тем, что коррозия протекает с во-водородной деполяризацией и сталь без катодных добавок не способна пассивироваться в этой среде. На поверхности стали, легированной катодной присадкой, в начальной стадии процесса происходит накопление этой катодной присадки. При достаточном увеличении площади катодных составляющих на поверхности стали усиливается анодная поляризация остальной по-ве рхности. [c.68]

Водородная коррозия. По истечении некоторого времени работы аппаратов из углеродистых сталей при высоких температурах и под давлением водорода наблюдается изменение поверхности металла и диффузия водорода через металлические стенки аппарата. Явления эти вызваны так называемой водородной коррозией, т. е. разъеданием при известных температурах и давлениях металла воздействием водорода (пенетрацией). Для повышения прочности аппарата обычно применяется сталь, содержащая 0,15—0,2% углерода, 4—6% хрома и 0,5% молибдена. Прибавка незначительного количества молибдена сильно повышает устойчивость стали против водородной коррозии. Содерж1а-ние хрома обусловливает устойчивость стали против водородной коррозии. Хром обладает способностью образовывать с углеродом и железом двойной карбид железа и хрома, яе поддающийся восстановлению водородом в пределах температур до 450° помимо этого хром имеет способность соединяться с железом, образуя хромистый феррит, сохраняющий механическую прочность в условиях работы при высоких давлениях и температуре. [c.464]

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]

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]

Хромистые стали с 4-6 % Сг считаются полужаростойкими. Вследствие своей доступности и повышенной, по сравнению с углеродистыми сталями, коррозионной устойчивостью они широко применяются для изготовления крекинг-установок, котлов паронагревателей. Отдельные марки этого типа сплавов, содержащие присадки Мо и V, обладают повышенной устойчивостью к водородной коррозии и применяются в установках для синтеза аммиака. В атмосфере топочных газов с содержанием в них сернистых соединений эти сплавы могут работать при температурах 500-600 °С. [c.192]

Устойчивы к водородной коррозии феррнтно-нерлитные п аустенитные стали. Первые состоят из кристаллов феррита и перлита в присутствии незначительных добавок хрома, молибдена, ванадия углерод связывается в карбиды, более стойкие., чем цементит, и не так легко поддающиеся разложению под действие.м водорода, а также затрудняющие диффузию углерода через феррит. Ферритно-перлитные стали выплавляются в мартеновских печах и потому пригодны для отливки больших болванок, из которых изготовляются крупные кованые аппараты высокого давления. Однако сопротивление таких сталей действию водорода ограничено температурой около 300 , лишь немного превышающей температуру стенок колонн синтеза алгмиака. [c.591]

В условиях синтеза аммиака при высоких давлениях и температурах водород и аммиак вызывают коррозию углеродистой стали. Особенно опасна водородная коррозия, возникающая вследствие диффузии водорода в толщу металла. Для изготовления крышек и кор-пусо1В высокого давления применяют легированные стали марок ЗОХМ, ЗОХМА. Насадки колонн делались раньше из низкоуглеродистого железа. В настоящее время их изготовляют из кислотоупорной стали марки Х18Н10Т, которая более устойчива при высокой температуре. [c.281]

Скорость водородной коррозии стали определяется совместным действием многих факторов температуры, парциадьного давления юдо-рода, химического состава стали, толщины стенки конструкции, возникающих в ней напряжений. Как правило, температура и парциальное давление водорода регламентированы технологией того или иного химического процесса. В связи с этим основным способом повышения стойкости стадей к водородной коррозии является изменение природы ее карбидной фазы посредством легирования цементита РсзС карбидообразующими элементами (хромом, молибденом, ванадием, вольфрамом и др.), связывающими весь углерод в карбиды и повышающими устойчивость цементита [c.817]

Движение газа внутри колонны. Газ с температурой —5, -1-10°С входит в колонну сверху, омывает низ верхней головки и идет вниз по кольцевому пространству, образованному внутренней стенкой колонны и наружной стенкой катализаторной коробки. Из кольцевого пространства газ попадает в межтрубное пространство теплообменника, проходит его снизу вверх между трубками (зигзагообразно), нагревается до 330— 350°С и поступает в трубу, присоединенную к верхней трубной плите теплообменника. Сюда же поступает та часть холодного газа, которая вводится в колонну через холодный байпас для регулировки температуры в колонне. Этот газ проходит через центральную трубу теплообменника, минуя межтрубное пространство его. После смешения холодного и горячего газа смесь поступает в нижнюю щель распределительной коробки (между опорной плитой катализаторной ко робки и соединительным диском), оттуда во-рнутрениие холодильные трубки. Здесь газ движется снизу вверх, затем попадает в кольцевое пространство двойных холодильных трубок, идет сверху вниз и попадает в верхнюю щель распределительной коробки. Из распределительной коробки газ идет вверх по центральной трубе катализаторной коробки, вступает в катализатор и проходит его по всей высоте сверху вниз. Температура в реакционной зоне поддерживается 500—520°С. После катализатора газовая смесь проходит через кольцевую щель, образованную распределительной коробкой и кожухом катализаторной коробки, поступает в трубки теплообменника, где охлаждается до 120—150°С, и выходит из колонны через нижнюю головку в первичный конденсатор для конденсации аммиака. Все внутренние части колонны изготовлены из хромованадиевой стали, так как эта сталь более устойчива в среде водорода при высоких температурах. Разрушение внутренних частей колонны происходит за счет термических напряжений и водородной коррозии (вследствие чего сталь обезуглероживается в местах, подверженных большим термическим напряжениям), детали лопаются, образуются внутренние байпасы и часть газа движется не так, как описано выше, а иными путями, в зависимости от того, где произошел разрыв. Наибольшим термическим напряжениям подвержена распределительная коробка, являющаяся слабым местом в конструкции этой колонны. В нижнюю часть коробки газ поступает с температурой 350С°, в верхнюю — с температурой 425°С и снаружи коробка омывается газом с [c.306]

По истечении некоторого времени работы аппаратов из углеродистых сталей наблюдается ряд явлений, выражающихся в изменении поверхности металла и диффузии водорода через металлические стенки аппарата. Явления эти (вызваны так называемой водородной коррозией, т. е. разъеданием при известных температурах и давлениях иметалла воздействием водорода (пенетрацией). Для повышения прочности аппарата обычно применяется сталь, содержащая 0,15—0,2% углерода, 4—6% хрома и 0,5% молибдена. Прибавка незначительного количества молибдена сильно повышает устойчивость стали против явлений водородной коррозии, Содержание хрома обусловливает устойчивость стали против водород- [c.727]

С увеличением давления до 800 кГ/см при 600° С, как показали работы Ю. И. Арчакова, хромистые стали устойчивы к водородной коррозии только при содержании в них хрома свыше 8,4% (рис. 4-V). Им также установлено, что водородоустойчивыми в этих условиях являются стали с 0,16% С, 1,97% V и с [c.59]

Радикальной мерой борьбы с водородной коррозией является введение в стали легирующих компонентов, в качестве которых используются хром, молибден, вапади11 и титан, карбиды которых значительно устойчивее к действию водорода, чем карбиды н<елеза. [c.56]

Хромистые стали с 4—6% Сг могут считаться только полужаростой-кими. Они не обладают нержавеющими свойствами и кислотостойкостью более высоколегированных хромистых сталей. Стали этого класса вследствие своей относительной доступности и повышенной, по сравнению с углеродистыми сталями, коррозионной устойчивости, высокой технологичности и повышенной прочности широко применяются в нефтяной промышленности для изготовления крекинг-установок, а также в котлотурбо-строении, для аппаратуры, работающей под давлением при повышенных температурах, для пароперегревателей и других деталей. Содержание углерода в них колеблется от 0,15 до 0,25%, отдельные марки содержат также небольшие присадки Мо, Мп, V, 51, Т1, Ш, А1, Стали, содержащие С,5% молибдена и, кроме того, небольшие присадки ванадия, обладают повышенной устойчивостью против водородной коррозии и поэтому находят применение в азотной промышленности для установок синтеза аммиака. Так как эвтектоидная точка для содержания хрома 4—6% лежит при 0,5—0,6% углерода, то эти стали относятся к доэвтектоидному классу, т. е. обладают ферритно-перлитной структурой после отпуска (860 ). Твердость их в этом состоянии — около 150—170 по Бринеллю. При нагреве выше критических температур и охлаждении на воздухе они частично закаливаются, приобретая твердость порядка 300 единиц по Бринеллю. Типичной маркой подобных сталей является сталь Х5М, содержащая <.0,15% С,< 0,5 51,<0,6 Мп, 4—6 Сг, 0,5—0,6 Мо. Стали этого [c.481]

Теории электрохимической коррозии н пасснвиостн металлов лежат в основе методов их защиты от коррозии. К числу их относятся методы, направленные на снижение тока коррозии за счет повышения поляризации коррозионных процессов. Например, повышение водородного перенапряжения введением в коррозионную среду специальных веществ — ингибиторов — резко снижает растворение металла при коррозии с водородной деполяризацией. Предварительное удаление кислорода из агрессивной среды способствует снижению коррозионного тока. Широкое распространение получило нанесение защитных покрытий па поверхность металла металлических, лакокрасочных, полимерных, пленок из труднорастворимых соединений металлов (оксиды, фосфаты) и т. п. Высокой коррозионной устойчивостью обладают металлические сплавы (например, нержавеющие стали), поверхность которых находится в пассивном состоянии. Существуют электрические методы защиты металлов от коррозии, связанные с применением поляризующего тока. Металлу задается потенциал, при котором процесс его растворения исключается или ослабляется. Например, защищаемый металл поляризуется катодно, а анодом служит дополнительный кусок металла. Электрические методы применяются при защите крупных стационарных сооружений. [c.520]

При потенциалах ниже —1,1 В соответствует именно водородаому растрескиванию [58]. К тому же при повышенной температуре стали разрушаются от КРН в воде быстрее, чем при комнатной при водородном растрескивании (катодная поляризация), напротив, время до разрушения снижается по мере повышения температуры. Механическая обработка высокопрочных сталей повышает устойчивость к КРН (критический потенциал становится положительнее потенциала коррозии), тогда как устойчивость к водородному растрескиванию падает. Следовательно, на практике важно иметь в виду, что тросы мостов, изготовленные из высокопрочной стали, должны пройти холодную обработку, чтобы уменьшить опасность растрескивания во влажном воздухе. Без такой обработки тросы разрушаются преждевременно несмотря на достаточный запас прочности, как это имело место в США и других странах. Более того, обезуглероженная с поверхности высокопрочная сталь (т. е. с более мягкой поверхностью) не разрушается в кипящей воде или в 3 % растворе Na l, но быстро растрескивается при катодной поляризации. Назначительное количество водорода, образованного в результате реакции железа с водой, не оказывает влияния на твердые подповерхностные слои стали. Адсорбированная вода в большей степени, чем растворенный в решетке водород, является причиной растрескивания высокопрочных сталей и, возможно, высокопрочных мартенситных и дисперсионнотвердеющих нержавеющих сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, а также - и -латуней — все они склонны к разрушению в присутствии влаги. [c.152]

Проанализированы особенности коррозии и водородного охрупчивания стали в средах, содержащих обычно НзЗ. Отмечается композиция на основе ингибитора сероводородной коррозии ИФХАНГАЗ-1 (алкилнитрилдиалкиламин), обеспечивающая СКЗ стали около 95 % нри сохранении ее механических характеристик (особенно удлинения и сужения). Ингибитор достаточно термостоек (до 250 °С), обладает низкой вязкостью (8...10 Ст), низкой температурой застывания (минус 75 °С), хорошей растворимостью в углеводородах, с водой образует устойчивую эмульсию, проявляет высокие аптивспенивающие и пеногасящие свойства [45]. [c.343]

Коррозионные процессы в щелочной среде развиваются следующим образом. Углеродистая сталь в щелочном растворе покрывается защитной пленкой продуктов коррозии (окислов), которые затрудняют водородную деполяризацию. При pH = 9,5 и достаточном количестве кислорода образуется пассивный слой из гематита РегОз, а при отсутствии кислорода из магнетита Рвз04. Эти. продукты не растворимы, поэтому в растворах до pH = 12 сталь разрушается в допустимых пределах и считается вполне устойчивой. При повышении концентрации, особенно при высокой температуре, защитный слой разрушается и углеродистая сталь интенсивно корродирует. Разрушение углеродистой стали, находящейся под напряжением, в концентрированных растворах носит межкристаллитный характер. В горячих растворах углеродистая сталь подвергается растрескиванию, это явление называют щелочной хрупкостью. [c.545]

На основании проведенных исследований можно представить механизм возникновения повышенной устойчивости нержавеющих сталей, легированных катодными присадками в растворах H2SO4 следующим образом. При погружении нержавеющей стали в растворы H2SO4 коррозия идет главным образом за счет катодных процессов водородной деполяризации, а так как при потенциалах выделения водорода железо, хром и никель переходят в активное состояние, то сталь, не легированная катодной присадкой, неспособна пассивироваться в серной кислоте умеренно высокой концентрации и при обычных скоростях подвода кислорода. На поверхности стали, легированной катодной присадкой, в начальной стадии процесса коррозии происходит накопление этой катодной присадки При достаточном увеличении площади катодных составляющих на [c.315]