Охрупчивание водородное механизмы

Установлено, что коррозия и водородное охрупчивание промыслового оборудования протекают очень интенсивно при наличии влаги — по механизму электрохимической коррозии. Необходимым условием наводороживания стали при электрохимической коррозии является выделение водорода — водородная деполяризация. Термодинамическая возможность этого процесса определяется соотношением величин обратимых потенциалов железа и водородного электрода, т. е. необходимо соблюдение следующей зависимости [c.21]

Удаление с поверхности защищаемых труб окалины сильно сокращало время до разрушения в ржавой воде, подкисленной соляной кислотой до pH 2,5. Введение 5 г/л FeS в этом случае в 2 раза сокращает время жизни образцов (2 месяца вместо 4). При введении металлического мышьяка в 30%-ный (по объему) водный раствор соляной кислоты разрушение образцов происходило очень быстро (2—24 ч). Однако если образцы подвергались перед нагружением прогреву в течение 24 ч при 225° С, то разрушения не происходило, что подтверждает водородный механизм охрупчивания. [c.137]

Механизм сероводородной коррозии Сероводород обладает уникальными агрессивными свойствами и вызывает коррозионные повреждения оборудования в результате электрохимической коррозии и водородного охрупчивания. Растворяясь в воде, он диссоциирует как слабая кислота на ионы н,8 Н5- + Н+ 5 - + 2Н+. [c.16]

Как отмечалось выше газ, содержащий сероводород, может вызвать одновременно общую коррозию и коррозионное (сульфидное) растрескивание. В настоящее время механизм коррозионного растрескивания в растворах сероводорода рассматривают как разновидность водородного охрупчивания. Железо, взаимодействуя с сероводородом, на коррозирующей поверхности образует сульфид железа, специфические свойства которого способствуют более интенсивному проникновению атомарного водорода в металл. В результате этого при наличии механических напряжений от действия внешних нагрузок или остаточных напряжений созда- [c.8]

Авторы концепции водородного охрупчивания основную причину разупрочняющего воздействия среды видят в так называемой водородной хрупкости ма териалов [26, 41, 99]. Наличие в высокопрочных сталях растворенного водорода (1 см на 100 граммов металла) заметно сказывается на их прочности. Отмечено, что водород, закрепощая дислокации, уменьшает вязкость разрушения. Кроме того, наличие водорода в металле обусловливает высокие внутренние напряжения [94]. До настоящего времени еще нет полного единства взглядов на механизм водо-56 [c.56]

При рассмотрении механизма скачкообразного подрастания трещин коррозионного растрескивания в нейтральных средах вследствие только водородного охрупчивания кардинальный вопрос о том, откуда берется в металле водород, по существу даже не ставится. Роль процесса локальной коррозии на скачкообразном этапе не учитывается [33,37,41]. [c.71]

Наиболее подвержены КР высокопрочные стали, прочностные характеристики которых обеспечиваются соответствующей термической обработкой. Установлено, что основным механизмом процесса КР высокопрочных сталей является водородное охрупчивание, причем наибольшая степень наводороживания металла наблюдается в кислых средах, содержащих сероводород [12-15]. [c.8]

Изложены вопросы коррозионно-механической прочности металлов, влияние коррозионных сред на характеристики ползучести. Описаны новые представления о механизме коррозионного растрескивания и связи его с водородным охрупчиванием. Рассмотрены кинетика и механизм влияния водородного охрупчивания в процессе коррозионного растрескивания различных сталей и сплавов. Показана зависимость этих видов разрушения от различных структурных факторов. Приведены сведения о коррозионном растрескивании высокопрочных алюминиевых и титановых сплавов, механизме этих процессов и способах защиты. [c.4]

Обычно КР под напряжением определяют как совместное воздействие агрессивной коррозионной среды и растягивающего напряжения (остаточного или приложенного), приводящее к растрескиванию, имеющему макроскопически вид хрупкого разрушения. В этом определении подразумевается, что КР представляет собой явление, а не механизм,—именно так КР и трактуется в И этой главе. К таким же явлениям относится и водородное охрупчивание, ко- [c.47]

Очевидно, что для решения проблемы водорода в алюминиевых сплавах предстоит сделать еще очень много. Еще раз отметим, что, согласно уже имеющимся данным, гипотеза об участии водорода в КР представляется достаточно плодотворной. Мы полагаем, что ири экспериментальных исследованиях следует и в дальнейшем рассматривать водородное охрупчивание из возможных механизм КР [c.95]

ЗАМЕЧАНИЯ О МЕХАНИЗМАХ ВОДОРОДНОГО ОХРУПЧИВАНИЯ [c.145]

Наряд с теорией, объясняющей коррозионное охрупчивание высокопрочных сталей только с точки зрения водородного охрупчивания, существует теория, где используются элементы электрохимической теории растрескивания. Согласно этой теории зависимость электрохимической поляризации от времени до разрушения материала может являться критерием того, происходит ли разрушение за счет водородного охрупчивания или за счет растворения активных участков. На рис. 1.4.20 представлены различные типы кривых (в осях время до растрескивания—поляризация ), где на основании этих представлений указаны области, в которых разрушение протекает или по механизму водородного охрупчивания, или за счет растворения активных участков. [c.77]

Наличие сероводорода в рабочих средах вызывает опасность хрупкого разрушения оборудования. Сероводородсодержащий продукт одновременно может вызывать все наиболее характерные виды коррозионного разрушения общую коррозию локализованную (язвенную) коррозию коррозионное (сульфидное) растрескивание. Преимущественная реализация того или иного вида коррозионного разрушения зависит от свойств среды и металла, уровня номинальной и локальной напряженности и др. Коррозионные среды оказывают двоякое воздействие на металл. С одной стороны, вследствие электрохимического растворения металла происходит уменьшение поперечного сечения элемента, что способствует повышению действующих напряжений и последующему его разрушению. С другой стороны, анодное растворение металла может приводить к релаксации локальных напряжений из-за притупления вершины трещины или какого-либо другого концентратора. Причем способность к релаксации напряжений зависит от вязкопластических характеристик металла. Специфической особенностью сероводородсодержащего продукта является его охрупчивающее воздействие на металл. Механизм сероводородного охрупчивания аналогичен водородному и заключается в следующем [c.432]

Механизм КР сталей мартенситного и аустенито-мартенситного класса после термообработки на максимальную прочность по всем имеющимся данным связан с водородным охрупчиванием. С повышением пластичности материалов увеличивается вклад процессов локального анодного растворения. В целом механизм КР коррозионностойких сталей с 2—7 % N1 исследован недостаточно. [c.134]

Примесные элементы. Примесные элементы по механизму их воздействия на сопротивление стали водородному охрупчиванию и хрупкому разрушению разделяются на три группы [c.148]

В настоящее время считаются возможными 2 механизма КР механизм локального анодного растворения (ЛАР) и механизм водородного охрупчивания (ВО). Безупречных доказательств действия какого-то одного из них в любых средах (от лаборатор- [c.237]

Проведенные опыты подтверждают наше предположение о механизме водородного охрупчивания, согласно которому сущность водородного охрупчивания заключается в затруднений пластического течения, т. е. движения дислокаций в связи с проникновением в них ионов водорода (см. гл. УП). [c.86]

Некоторые авторы [351] рекомендуют применять электрохимическую поляризацию для определения механизма разрушения сталей (анодное растворение или водородное охрупчивание). [c.127]

Коррозия металлических сооружений причиняет огромный ущерб всем отраслям (народного хозяйства. Особенно велики потери в результате коррозии нефте-и газопромыслового оборудова ия, что связано с наличием высокоагрессивных комшонентов в рабочих средах и другими особенностями работы оборудования. Долговечность и (надежность работы его во многом зависят от технико-экономической характеристики конструкцион ного материала для нефтегазодобывающего оборудования, к которому предъявляют чрезвычайно высо кие требования он должен обладать сочетанием прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур, высокой коррозионной стойкостью, стойкостью против водородного охрупчивания, коррози-о нного растрескивания и др. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, что усложняет транспортирование оборудования, увеличение глубин скважин и большие габариты оборудоваиия требуют подъемных механизмов большой мощности, поэтому желательно использование конструкционных материалов, позволяющих снизить массу конструкций. Конструкционные материалы должны быть технологичны и едефицитны. [c.3]

В последние десятилетия, когда проблема коррозионно-механической стойкости материалов стала достаточно острой, появилась необходимость исследования механохимических аспектов зарождения и развития трещин коррозии под напряжением. Было предложено несколько теорий, скорее гипотез, для объяснения механизма коррозионного растрескшания и коррозионной усталости. Наибольщий интерес из них представляют следующие адсорбционного понижения прочности, водородного охрупчивания и электрохимическая, [c.56]

В С1 ге современных представлений развитие трещины коррозионного растрескивания в высокОпрочньхх закаленных сталях может протекать по двум механизмам. Вначале трещина равномерно углубляется вследствие локальной коррозии ее вершины, а затем, в результате смены механизма, развивается дискретно, т. е. трещина начинает с некоторого момента углубляться в тело металла скачками. При коррозионном углублении трещина разветвляется. При скачкообразном механизме ветвление не наблюдается, поскольку, по мнению бодашинства исследователей, определяющим в развитии трещины является водородное охрупчивание [37,40,41]. [c.70]

Однако даже априорный анализ скачкообразного механизма развития трещин приводит к мысли, что и на данном этапе первопричиной разупрочняющего воздействия среды является корро-зионнь1Й процесс Действительно, водородное охрупчивание и коррозионное подрастание трещины взаимосвязаны, так как анодный процесс (локальная коррозия) и катодный процесс (восстановление водорода) — это сопряженные реакции. Без анодного процесса окисления металла восст1аиовление водорода на металле невозможно, так как при этом поставляются электроны, необходимые для восстановления водорода. Кроме того, гидролиз в трещине продуктов коррозии обусловливает подкисление среды, т. е. появление ионоВ водорода, которые, пройдя стадию восстановления на поверхности металла, абсорбируются металлом. Если трещины коррозионного растрескивания определенную часть своего пути развиваются скачкообразно, то для коррозионной усталости превалирует скачкообразный механизм развития треищн. [c.71]

Предполагается, что и в этом случае галоидные ионы и водород в качестве опасных компонентов ответственны за высокотемпературное растрескивание. Предположение о роли водорода бы ло впервые сделано в работе [139], авторы которой остались его наиболее активными сторонниками. В основе предложенной гипотезы лежит образование водорода в результате пирогидролиза хлорида. Этот водород абсорбируется либо в металле, либо в области концентрации напряжений в вершине трещины, снижая энергию разрушения. Доказательства, приводимые в пользу механизма водородного охрупчивания, следующие 1) водород образуется в процессе высокотемпературной солевой коррозии 2) данные ASTM [144] и результаты [148] показывают, что водород может абсорбироваться в условиях высокотемпературного солевого коррозионного растрескивания 3) при комнатной температуре [c.402]

Широкую формулировку общих модельных представлений следует начать с обсул<дения взимодействия процессов водородного охрупчивания и анодного растворения. Анодное растворение, протекает ли оно как процесс, определяемый конкуренцией между локальным разрушением пленки и репассивацией [99] (как впервые предложил Логан [321]), или как процесс, облегченный податливостью материала в вершине трещины (согласно формулировке Хоара [322]), или же ио какому-либо другому локализованному механизму, является хорошо известным явлением в КР. В некоторых системах (нанример, в медных силавах) процесс типа растворения является, ио-видимому, единственным действующим фактором [323, 324]. С другой стороны, во всех рассмотренных системах сплавов в определенных внешних условиях может происходить растрескивание, вызванное поглощением водорода. Из этого можно заключить, что даже несмотря на то, что для протекания КР обычно требуется довольно специфическое сочетание состава и микроструктуры сплава, состава среды и некоторых других условий (таких как определенная область потенциалов), в соответствующим образом выбранной системе растрескивание может быть вызвано как водородом, так и процессами растворения, при условии необходимой модификации среды (нанример, приложенного потенциала). [c.133]

Данный обзор предполагает, что ни один из существующих в настоящее время механизмов не обладает достаточной общностью для описания поведения широкого круга рассмотренных здесь металлургических факторов. Такой же вывод встречается и в других обзорах [370]. Исключая вероятность существования неоткрытого механизма, в настоящее время с неизбежностью приходится признать, что единого и достаточно общего механизма водородного охрупчивания нет. Такая же ситуация, по-видимому, сложилась и в отношении многочисленных предположений о механизмах анодного растворения, однако обзор этих вопросов не входиг в нашу задачу. [c.146]

Важные результаты исследования растрескивания сплава Ti — 6А1 — 4V при длительном нагружении опубликовали Бойер и Спурр [387, 388]. Полученные ими данные о температурной зависимости процесса убедительно свидетельствуют в пользу механизма охрупчивания с участием гидридов [387], что согласуется и с ранее высказывавшимися предположениями [224]. На примере сплава Ti — 6А1 — 4V вновь подчеркнута зависимость стойкости материала к КР от таких факторов, как содержание кислорода, текстура и присутствие 02 [38 8]. Гидридный механизм растрескивания был принят также в других работах [389—392], включая исследования Нельсона [39S] и Марголина [394], связанные с предполагаемыми механизмами. Согласно работе [39 2]. водородное разрушение происходит целиком в а-фазе или в области границы раздела, но не по самой границе. [c.148]

Данные по КР алюминиевых сплавов по-прежнему продолжают рассматриваться некоторыми авторами исключительно с точки зрения механизмов анодного растворения [395—397], однако новые данные все больше свидетельствуют в пользу большого вклада водорода в растрескивание [398—404]. Микроструктурные исследования на сплавах 7075 показали [405] одинаковый характер зависимости водородного охрупчивания и КР от микроструктуры. Недостаренный материал наиболее чувствителен к КР, а перестаренный сплав (Т73) склонен к КР в меньшей степени, чем Тб. Эти наблюдения согласуются С представлением об определяющей роли водорода в КР сплавов 7075, хотя и не доказывает его. По-прежнему уделяется внимание проблеме сегрегации растворенных элементов в алюминиевых сплавах и возможной роли этого процесса в КР и водородном охрупчивании [402, 406, 407]. Пока точно неясно, насколько важны такие эффекты. [c.148]

Прежний постулат, что отношение НЫОз Н2О является критическим параметром, был отвергнут. Было предположено, что водородное охрупчивание является причиной растрескивания титановых сплавов. Однако авторадиографические и потенциостати-ческие исследования не подтвердили этот механизм. [c.403]

Гц, т. е. в этих условиях определяющим фактором является корро-зиоиное воздействие среды. Скорость распростраиеиия трещины иа стали HY-80 в 3,5 %-иом растворе Na l возрастала при уменьщеиии частоты нагрузки от 10 до 0,1 Гц, что свидетельствует об усилении коррозии из-за воздействия среды на свежие участки поверхности в усталостных трещинах. В условиях катодной защиты скорости распространения трещин на обоих металлах возрастали. Это показывает, что механизм коррозионного разрушения связан с водородным охрупчиванием. [c.180]

Таким образом, одним из ведущих механизмов хрупкого разрушения по нижней образующей, способствующих развороту нефтегазопроводных труб иа значительное расстояние является охрупчивание ослабленных участков трубы из-за наводороживания и образования трещин водородного растрескивания. [c.496]

Механизм водородного охрупчивания стал общепринятым при объяснении КР высокопрочных низколегированных и коррозионностойких сталей и ряда других сплавов. Однако распространение его на пластичные стали встречает трудности, связанные в том числе с повышенной растворимостью и малой скоростью диффузии водорода в аустените. Охрупчивание внедренным водородом отмечается лишь у структурно- и деформационно-нестабильных сталей, в частности у наиболее распространенных сталей типа Х18Н10. Стабильно аустенитные стали с 15— [c.110]

Механизм КР сталей типа Х13 мартенситного класса в нейтральных и слабокислых хлоридных растворах при температурах до 100 °С зависит от режима термообработки. Сталь, термообработанная на высокую прочность путем закалки с низким отпуском, разрушается по механизму водородного охрупчивания. После отпуска при температурах выше 450 °С растрескивание связано с локальным анодным растворением. Этот же механизм наиболее вероятен и для ферритных сталей. [c.132]

Никельмолибденовые сплавы (Н70МФВ-ВИ и Н65М-ВИ) имеют высокую стойкость против коррозии под напряжением в высокоагрессивных средах восстановительного характера, например в кипящих растворах соляной кислоты. Однако после таких технологических режимов, как холодная деформация + отпуск при 700 или 800 °С никельмолибденовые сплавы в кислых неокислительных средах могут проявлять склонность к коррозии под напряжением по механизму водородного охрупчивания [3.1]. Ха- [c.179]

Водородный износ при трении. Процесс трения (локальные давления, температура, эмиссия электронов и пр.) резко усиливает выделение водорода на поверхностях трения в результате каталитического ускорения реакций распада адсорбированных молекул углеводородов, снижения эпергетичсского барьера реакции окисления, возникновения и протекания поверхностных химических реакций, в частности трибодеструкции, распада гидропероксидов и пр. Очевидно, рассмотренный ранее абразивный износ вызывает и интенсифицирует водородный износ, так как действие абразива во многом связано с образованием на металле зоны наклепа. Водородный износ, как и водородное охрупчивание, особенно сказывается в узлах трения машин и механизмов, эксплуатирующихся при низких температурах, например в условиях Крайнего Севера. При понижении температуры растворимость водорода в металле увеличивается, поэтому при трении в зоне локально высоких температур наблюдается приток водорода к этим участкам и соответствующий мгновенный водородный износ. [c.228]

Содержание сероводорода во многих газовых месторождениях составляет 5- 10% (масс.), а его концентрация в водном конденсате достигает 250—500 мг/л. Если учесть, что кроме сероводорода в природном газе часто содержится и двуокись углерода, которая также подкисляет электролит, то можно уверенно утверждать основная часть сероводорода, абсорбирующегося водным или углеводородным конденсатом, находится не в ионной, а в молекулярной форме. На основании этих фактов многие выдвинутые до сих пор теории, связывающие механизм усиления сероводородной коррозии с каталитическим действием гидросульфидных и сульфидных ионов, оспариваются, поскольку объяснить происхождение этих ионов в электролите невозможно. Между тем конечными продуктами коррозии стали являются сульфиды железа, которые не могут в принципе возникнуть за счет неионного взаимодействия. Что же касается реакции Ре+НаЗ—> РеЗ+2Н+, к которой часто прибегают для описания механизма сероводородной коррозии и водородного охрупчивания, то она не отражает истинный механизм процесса и сильно упрощает картину. В связи с этим Гоник [191, с. 52] и другие исследователи высказывают мнение, что механизм [c.294]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология