Охрупчивание сталей

Усилению процесса углекислотной коррозии способствует наличие в водном конденсате низкомолекулярных карбоновых кислот — муравьиной, уксусной, пропионо-вой, масляной. Общая концентрация органических кислот обычно не превышает 100—150 мг/л, в некоторых случаях доходит до 500 мг/л [36], причем основную долю от 50 до 90% от суммы кислот — составляет уксусная кислота. Углекислотная коррозия, в отличие от сероводородной не сопровождается водородным охрупчиванием стали. Так, в условиях воздействия уксусной кислоты, взятой в количестве до 500 мг/л, и парциального давления СОг в пределах 1—12 МПа при температуре 40-- [c.34]

Устранение склонности к водородному охрупчиванию и сульфидному растрескиванию, легированием различными элементами не всегда дает положительные результаты. Это может быть связано с тем, что чувствительность сталей к водородному охрупчиванию в сильной степени зависит от металлургических факторов. Поэтому часто наблюдается различная склонность к водородному охрупчиванию сталей, даже близких по химическому составу. [c.23]

Охрупчивание сталей при нагреве [c.244]

События, приведшие к катастрофе во Фликсборо, начались с выхода из строя реактора № 5, применения перемычки не того диаметра. Реактор № 5 вышел из строя, потому что в его корпусе появились трещины, вызванные коррозией. Коррозия была следствием применения неочищенной охлаждающей воды. Руководителям предприятий необходимо обратить особое внимание на качество применяемой воды. Многие извлеченные после аварии трубы оказались покрытыми трещинами, возникшими в результате охрупчивания стали, вызванного присутствием цинка. Условия для охрупчивания стали под действием цинка создаются при 800— 900 °С и механическом напряжении порядка 580 кПа (5,8 кгс/см ). Такое напряжение создается в стенке трубы при давлении в [c.99]

Наиболее радикальным технологическим методом борьбы с коррозией газопроводов является осушка транспортируемого газа, учитывая, что природный газ с относительной влажностью ниже 60 % даже при высокой концентрации в нем сероводорода практически не вызывает коррозии и сульфидного охрупчивания стали. [c.164]

Так как количество водорода, образующегося при взаимодействии стали с водой, пропорционально количеству металла, превращающегося в магнетит, то по количеству выделившегося водорода можно судить об интенсивности коррозии стали и о формах ее протекания. Образовавшийся водород в основном попадает в пар, однако возможно также насыщение водородом металла. В последнем случае протекание коррозии осложняется водородным охрупчиванием стали [5]. [c.18]

Рис. 1У.9. Кинетика охрупчивания стали Д с титановым покрытием (испытание во методу Б) после отпуска прн температуре °С

С растворимостью газов в твердых металлах, особенно при повышенных температурах и давлениях, связана их газопроницаемость, что приходится учитывать при изготовлении соответствующих аппаратов. Известно негативное влияние водорода на железные сплавы — так называемое водородное охрупчивание стали. [c.233]

Рнс. 9. Зависимость степени охрупчивания стали от скорости потока сероводородсодержащей буровой промывочной жидкости [c.30]

Защиту от коррозионного растрескивания может оказать небольшая катодная поляризация, однако при ее увеличении время до растрескивания уменьшается, что связано с водородным охрупчиванием стали. В некоторых случаях для предотвращения коррозионного растрескивания применяют анодную защиту. При анодной поляризации стали, находящиеся в пассивном состоянии, более устойчивы к коррозионному растрескиванию. [c.16]

Стали с пределом текучести выше 800—1000 МПа в коррозионноактивных средах, включая влажную атмосферу, растворы хлоридов при повышенной температуре, морскую воду, могут обнаруживать склонность к коррозионному растрескиванию и водородному охрупчиванию. Стали такой высокой прочности могут резко умень- [c.68]

Чувствительность к водородному охрупчиванию значительно зависит от качества стали. Поэтому часто наблюдается различная склонность к водородному охрупчиванию сталей, близких по химическому составу. Весьма важна форма неметаллических включений в стали, особенно сульфидов. При обычной выплавке стали сульфиды имеют пластинчатую форму, при дополнительной обработке синтетическим шлаком — округлую, эллипсообразную. Испытания трубной стали с одинаковым содержанием серы показали, что вредное влияние водорода на сталь с эллипсообразными сульфидами на 10—40 % ниже, чем на сталь с пластинчатыми сульфидами. Значительно повышается стойкость стали к водородному охрупчиванию в растворах сероводорода при ее легировании редкоземельными элементами вследствие их влияния на облегчение молизацин водорода, что затрудняет абсорбцию водорода металлом. [c.23]

В ряде случаев разрушение металла труб эксплуатируемых магистральных трубопроводов носит хрупкий характер. Одним из основных факторов, приводящих к охрупчиванию стали труб, является деформационное старение при эксплуатации магистральных трубопроводов [29, 30, 31, 32, 33]. Трубные стали, применяемые для строительства магистральных трубопроводов, относятся к малоуглеродистым сталям (С<0,2%), легированных малым количеством марганца (0,9... 1,8%), кремния (0,4... 1,2%.), хрома, никеля, меди (0,3%) и другими элементами. Деформационное старение сталей этого класса состоит в перераспределении атомов углерода и азота в феррите [34], в накоплении необратимых микропластических деформаций [35, 32] и в распаде цементита [36, 37]. Указанные процессы связаны с деформацией металла. [c.10]

ПКУ-М и ЧМ-Р сероуглерод восстанавливаясь атомарным водородом, снижает его поверхностную концентрацию и одновременно усиливая адсорбцию азотсодержащих ингибиторов [71], что, в конечном счете, значительно снижает охрупчивание стали. [c.91]

Таким образом, механизм защитного действия разработанных ингибиторов основан на проявлении ими в коррозионной среде адсорбционно-инверсионного дуализма. С одной стороны, они приводят к образованию на поверхности стали сплошных эластичных адсорбционных пленок, хорошо выдерживающих воздействие на металл упруго-пластических деформаций, с другой - вызывают инверсию лимитирующей стадии катодного пыделения водорода, препятствуя тем самым охрупчиванию стали. При этом на металле образуются мономолекулярные хемосорбционные пленки, увеличивается энергетический барьер ионизации атолюв железа, а сама хемосорбция молекул носит необратимый характер. [c.304]

Кроме изменения температуры на скорость химической коррозии влияет давление газовой среды. С повышением давления скорость коррозии резко возрастает вследствие наличия в газовой среде водорода, который при повышенном давлении вызывает водородное охрупчивание стали. [c.50]

ОСНОВНЫХ факторов, приводящих к охрупчиванию стали труб, является деформационное старение при эксплуатации МН. Для определения зависимости степени охрупчивания металла труб от времени эксплуатации необходимо детальное исследование структурного механизма деформационного старения эксплуатируемых сталей. [c.612]

Практика эксплуатации печей пиролиза показывает, что отдельные трубы выходят из строя довольно часто. Кроме местных перегревов стенки, вызываемых неравномерным облучением, закоксовыванием труб с последующим выжигом кокса, значительное влияние оказывают на длительность работы стали Х23Н18 и ее специфические особенности. Так, при работе труб змеевика в области температур 650— 800° С происходит образование сигма-фазы, вызывающей охрупчивание стали и снижение ее жаропрочности. Выпадения сигма-фазы не происходит, если металл нагрет вьпие 800° С. Поэтому при конструировании змеевиков печи пиролиза нижние ряды труб, работающие при температурах стенки до 850° С, целесообразно выполнять из стали Х18Н10Т. Трубы из этой стали хорошо сопротивляются эрозии. Поэтому и рекомендуется применять их также на выходных участках змеевиков печи. Указанная особенность стали Х23Н18 делает необходимым расположение приварных калачей змеевика непосредственно в топке без выноса их в специальную камеру. В случае размещения калачей змеевика вне топки, кроме возможности охрупчивания стали, имеет место также усиление отложений кокса на более холодных поверхностях. [c.45]

Умеренная перезащита стальной конструкции обычно не приносит вреда. Основными недостатками при этом являются потери электроэнергии и возрастающий расход вспомогательных анодов. При сильной перезащищенности возникает дополнительный ущерб в случае, если на защищаемой поверхности выделяется так много водорода, что это вызывает либо вспучивание или отслаивание органических покрытий, либо водородное охрупчивание стали (потерю пластичности в результате абсорбции водорода), либо растрескивание под действием водорода (см. разд. 7.4). Разрушение стали в результате абсорбции водорода, по существу, близко к разрушениям, происходящим в сульфидсодержащих средах [20] (см. разд. 4.5). [c.224]

Установлены факторы механохимической повреждаемости и раскрыт механизм технологического наследования при производстве оборудования. В результате анализа кинетики МХПМ получены функциональные зависимости долговечности конструктивных элементов, изготовляемых упруго-пластическим деформированием, от величины остаточных напряжений и степени предварительной деформации, исходных механических свойств материала, уровня напряженности при эксплуатации и коррозионной активности рабочей среды. Предложен критерий оценки влияния предварительной пластической деформации и деформационного старения на охрупчивание сталей в рабочих средах. [c.5]

Однако наиболее эффективно коррозия и сульфидное охрупчивание сталей, спижаюш,ие долговечность насосных штанг в условиях коррозионно-усталостного разрушения, могут быть замедлены при комплексной защите применении специальных конструкционных материалов или покрытий для насосных штанг и ингибиторов коррозии. [c.127]

По соображениям о межкристаллитной коррозии и о склонности к образованию горячих трещин необходимое количество а-фазы следует обеспечивать минимальным легированием фер-ритизаторами хром вследствие более низкой растворимости в присутствии марганца интенсифицирует охрупчивание стали. Учитывая сказанное о металле шва аппаратуры, предназначенной для работы нри высоких температурах, рекомендуется ограничивать его химический состав С 0,1% Сг = 18 19% Ni = = 8 9% и Si <1,5% [146]. [c.365]

Изменение износостойкости стали — это также разрушение поверхности материала в зависимости от его твердости. При понижении температуры ударная вязкость стали 45 существенно изменяется в зависимости от термообработки. Это (хотя и косвенно) указывает на возможность охрупчивания стали не только в макрообъеме, но и в тонких поверхностных слоях, т. е. можно ожидать, что степень охрупчивания в этом случае для тонких поверхностных слоев будет выше, чем в целом для макрообъема стали. При этом степень охрупчивания таких слоев должна быть пропорциональна их твердости. Поскольку макротвердость и микротвердость стали 45 при понижении температуры практически не изменяются, то можно утверждать, что при температуре 20°С на износостойкость материала в основном будет влиять разница в твердости исходных поверхностей, которая сохраняется и при понижении температуры. Но тогда сохраняется и разность в степени охрупчивания тонких слоев сталей с различной твердостью. Если же учесть утверждение И. В. Крагельского [119] об уменьшении числа циклов, требуемого для разрушения охрупченных слоев, то установленное изменение износостойкости стали 45 при понижении температуры объясняется вполне удовлетворительно. [c.159]

Под водородной усталостью понимается процесс усталостного разрушения в средах, разупрочняющее воздействие которых сводится в основном к водородному охрупчиванию сталей. На-водороживание металла происходит в результате коррозионного процесса с водородной деполяризацией или же при катодной защите конструкции, когда на ее поверхности в результате интенсивного катодного процесса восстанавливается водород. На практике водородная усталость проявляется при катодной защите различных сооружений и конструкций, при использовании деталей, подвергнутых ранее наводороживающей обработке (кислотная очистка травлением, нанесение гальванических покрытий), при зксплуагашш емкостей в газообразных средах, содержащих водород. Водородная усталость реализуется также в кислых средах [17,18]. [c.50]

Основная трудность при сравнительном анализе поведения различных микроструктур связана с тем, что большинство исследователей не контролирует условия отпуска и не изучает влияние микроструктуры на характер растрескивания. Важность учета этих вопросов с очевидностью подтверждается наличием связи между охрупчиванием различных микроструктур в результате воздействия среды и отпуска. Такая связь была продемонстрирована для стали 4340 с микроструктурой, соответствующей состоянию закалки и отпуска [52], для французской бейнитной стали 20 ND10 [53], для мартенситных нержавеющих сталей [54], для никельхромовых сталей [11, 41] и для стали Н -130 [12]. Показано, что такие объединенные эффекты могут иметь место при охрупчивании сталей в результате отпуска при 535 или 810 К. Объединенная восприим- [c.62]

В аустенитных нержавеющих сталях текстура после умеренной деформации или отжига бывает выражена слабо, поэтому не приходится ожидать существенного влияния этого фактора на поведение материала. Размер зерна [116] может иметь значение. При уменьшении размера зерна отмечено некоторое ослабление растрескивания при динамическом нагружении [105], а также при испытаниях под нагрузкой, составляющей определенную долю предела текучести (статистические данные) [101, 106]. Есть предварительные указания на наличие такого же эффекта при водородном охрупчивании стали 304L [107]. [c.77]

Данные таблиц 1 и 2 показывают, что происходит существенное охрупчивание стали. Такое изменение свойств аустенитных хромоникелевых сталей характерно для длительной работы в интервале температур 650-850 ° С. Температурная зависимость механических характеристик носит, как правило, полиэкстремальный характер, что и наблюдается в исследуемой стали. В справочной литературе имеются данные, показывающие экстремальный характер зависимости ударной вязкости от температуры при старении с [c.10]

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]

В результате интенсивного наводороживания в ряде случаев изменяется характер разрушения стали (происходит переход от вязкого к хрупкому). Растворимость водорода и его влияние на механические свойства стали в сильной степени зависят от структуры последней. Так, при электролитическом наводороживаини сталь с раз-личнойструктурой поглощает неодинаковое количество водорода (см /100г) мартенсит — 6,9 троостит — 15,9 и сорбит — 46,5. В то же время охрупчивание стали с трооститной структурой при наводороживании происходит более сильно, чем с сорбитной структурой. [c.45]

Для конструкционных сталей, имеющих в основном решетку а-железа, стойкость к сероводородному коррозионному растрескиванию зависит от степени ее упрочнения и типа структуры, получаемой после термической обработки. Ряд исследователей считает, что многие сплавы на основе железа, упрочняемые термической обработкой, могут разрушаться при сульфидном растрескивании под напряжением (например термообработанные высокопрочные или низколегированные стали [12]), однако большинство сплавов можно сделать устойчивыми к этому виду разрушения с помощью термической обработки. В настоящее время существуют отдельные рекомендации по рациональным режимам термической обработки нефте- и газопромыслового оборудования из различных конструкционных сталей, позволяющих повысить стойкость к сульфидному растрескиванию. Известно, что коррозионное воздействие НзЗ-сред проявляется тем сильнее, чем выше характеристики механических свойств стали -твердость, предел текучести и предел прочности. Применение термической обработки позволяет определенным образом изменять прочностные характеристики стали, обеспечивая сталям необходимую стойкость к сульфидному растрескиванию. В зависимости от режимов термической обработки возможно как повышение, так и снижение предела текучести, что определяет особенности наводороживания и, соответственно, возможность охрупчивания стали (например, ряд исследований показал возможность повышения стойкости к сульфидному коррозионному растрескиванию (СКРН) сталей с увеличением значения предела текучести). С целью получения различных структур и повышения эксплуатационных свойств трубные [c.477]

Пороговое напряжение при коррозионном растрескивании закаленной и отпущенной на сорбит стали с 0,35 % С выше, чем нормализованной и отпущенной с 0,13 % С (продукты отпуска бейнита) при одинаковой прочности обеих сталей [200]. С повышением температуры и выдержки в процессе высокого отпуска закаленной стали, структура сорбита разупрочняется, полигонизуется, снимаются внутренние напряжения, карбиды укрупняются и преобретают сферическую форму, при этом отмечено одновременное повышение сопротивления хрупкому разрушению и водородному охрупчиванию - каждые 10 градусов отпуска снижают температуру вязкохрупкого перехода Т50 на 7-10 С и повышают сопротивление растрескиванию на 20 ч [200]. Для конструкционной стали Сг-Мо-У (0,09-0,19 % С 2,5 % Сг 1,0 % Мо 0,25 % V) минимальная склонность к растрескиванию наблюдалась после высокого отпуска, формирующего структуру мелкозернистых глобулярных карбидов. Закалка с высоким отпуском сопровождается переходом углеродистых и низколегированных сталей от закаленного состояния к улучшеному и уменьшением величины зерна, это снижает охрупчивание сталей, с повышением количества пластинчатого перлита охрупчивание сталей возрастает [228]. [c.480]

Одним из распространенных видов влияния высоких температур на свойства металлов является тепловое охрупчивание стали. Оно проявляется в том, что уменьшается вязкость разрушения стали и смещается в сторону более высоких температур переход от хрупких к вязким формам разрушения. Последнее считается опасным для конструкций, которые по условиям эксплуатации должны периодически охлаждаться до температур, при которых металл может оказаться в хрупком состоянии. В частпости, некоторые конструкции ядерных энергетических установок, расчетная нагрузка которьгх в основном зависит от массы и собственных напряжений, возникающих от изменения температурного состояния, после охлаждения и при повторном разогреве оказываются при высоких эксплуатационных напряжениях, в то время как металл обладает низкими вязкими свойствами. Разумеется, опасной считается не хрупкость металла как таковая, а неблагоприятное сочетание трех факторов трещин или трещиноподобных дефектов, высоких напряжений и низкой вязкости металла. Полной уверенности, что трещин нет и что они не могут появиться из-за высоких местных временных напряжений, не имеется. Поэтому стремятся по возможности иметь более высокую вязкость металла, исключающую распространение возникших трещин за пределы дефектного участка. [c.450]

Уровень температур таков, что процессы ползучести отсутствуют. Прямому радиационному облучению подвергается кроме внутрикорпусных устройств только металл КР типа ВВЭР и технологических каналов РБМК, в которых из-за этого происходит охрупчивание стали. Коррозионные условия для большинства элементов конструкций определяются наличием воды специальной очистки, а для парогенераторов и барабан-сепараторов характерны также воздействия пароводяной среды. В паропроводах рабочим элементом является пар. [c.26]

Помимо а-фазы, в интервале 700—900 °С в структуре хромоникелевомолибденовых сталей может образоваться %-фаза (рис. 1.035), имеющая примерный состав СгвРе вМов, также приводящая к охрупчиванию стали. Оптимальный режим закалки после холодной деформации 1050—1080 °С, охлаждение в воде. При более высокой температуре происходит укрупнение зерна (рис. 1.15). [c.25]