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煉油裝置液位計及設備的氫腐蝕、氫鼓包、氫脆和氫蝕

氫腐蝕包括:氫鼓包、氫脆和氫蝕。
    1.氫鼓包
    定義:氫原子擴散到金屬內部(大部分通過器壁),在另一側結合為氫分子逸出。如果氫原子擴散到鋼內空穴,并在該處結合成氫分子,由于氫分子不能擴散,就會積累形成巨大內壓,引起鋼材表面鼓包甚至破裂的現象稱為氫鼓包。低強鋼,尤其是含大量非金屬夾雜物的鋼,最容易發生氫鼓包。
    產生氫鼓包的腐蝕環境:介質中通常含有硫化氫、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷離子等毒素。這些介質阻止了放氫反應。
    預防措施:消除毒素介質;如果不能消除,選用空穴少的鎮靜鋼,也可采用對氫滲透低的奧氏體不銹鋼?;蛘卟捎面囈r里、襯橡膠襯里、塑料保護層、玻璃鋼襯里等;有時加入緩蝕劑。
    體心立方晶格的致密度為0.68(即晶格中有68%的體積被原子所占據,其余為空隙),配位數為8(配位數越大,原子排列越緊密,空隙越?。?;面心立方晶格和密排六方晶格的致密度為0.74,配位數為12。
    2.氫脆
    定義:在高強鋼中金屬晶格高度變形,氫原子進入金屬后使晶格應變增大,因而降低韌性及延性,引起脆化,這種現象為氫脆。氫脆與鋼內的空穴無關,所以僅僅靠使用鎮靜鋼無效。
  預防措施:選用對氫脆不敏感的材料,如選用含Ni、Mo的合金鋼。在制造過程中,盡量避免或減少氫的產生。
    3.氫蝕
    定義:在高溫高壓環境下,氫進入金屬內與一種組分或元素產生化學反應使金屬破壞,稱為氫蝕。如在200℃以上氫進入低強鋼內與碳化物反應生成甲烷氣體,這種氣體占有很大體積使金屬內產生小裂縫及空穴,從而使鋼變脆,在很小的形變下即破裂。這種破裂沒有任何先兆,是非常危險的。
    預防措施:選用抗氫鋼??蛇x用16MnR(HIC)、15CrMoR(相當于1Cr-0.5Mo)、14Cr1MoR(相當于1.25Cr-0.5Mo)、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等??箽滗撝械腃r和Mo能形成穩定的碳化物,這樣就減少了氫與碳結合的機會,避免了甲烷氣體的產生。
    其實氫腐蝕從理論上分成三種,而實際中三種腐蝕幾乎同時存在。所以遇到氫腐蝕環境(臨氫環境)的設備一般按納爾遜曲線進行選材,并要引起高度重視
抗氫材料
  能夠抗氫損傷或抗氫脆的金屬材料。所謂氫損傷是指金屬或合金中因存在過量的氫,在張力作用下造成的損傷。其表現形式主要有氫致塑性損失、高溫氫腐蝕、氫致不可逆損傷(白點、氫鼓泡、氫誘發裂紋等)、氫致滯后斷裂等。氫脆指材料在內部氫或環境氫的作用下,發生脆化的現象。常用的抗氫材料有奧氏體不銹鋼、沉淀強化奧氏體合金、低合金鋼、鋁合金及銅合金等??箽洳牧系闹饕攸c是:面心立方結構合金的抗氫性能優于體心立方結構合金;抗氫合金只在某一溫度范圍對氫敏感;合金的抗氫性能與其晶粒度和應變率有關,晶粒越細,抗氫性能越好,隨著應變率增加,氫脆傾向降低??箽洳牧峡稍诟邏簹?715兆帕)條件下作結構材料使用,也可用于加氫反應罐的襯里材料及制造貯氫壓力容器等。

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