Высокотемпературная водородная атака

Высокотемпературная водородная атака (HTHA) , также называемая горячей водородной атакой или реакцией метана , представляет собой проблему, которая касается сталей, работающих при повышенных температурах (обычно выше 400 ° C (752 ° F)) в богатых водородом атмосферах, таких как нефтеперерабатывающие заводы , нефтехимические предприятия. и другие химические объекты и, возможно, паровые котлы высокого давления . Его не следует путать с водородным охрупчиванием . ^{[ 1 ]}

Если сталь подвергается воздействию очень горячего водорода , высокая температура позволяет молекулам водорода диссоциировать и диффундировать в сплав в виде отдельных диффундирующих атомов. Существует две стадии повреждения:

Во-первых, растворенный в стали углерод вступает в реакцию с поверхностным водородом и уходит в газ в виде метана. Это приводит к поверхностному обезуглероживанию и потере прочности поверхности. Первоначально повреждений не видно.
Во-вторых, снижение концентрации растворенного углерода создает движущую силу, которая растворяет карбиды в стали. Это приводит к более глубокой потере прочности стали и является более серьезным. В то же время некоторые атомы водорода диффундируют в сталь и соединяются с углеродом, образуя крошечные карманы метана на внутренних поверхностях, таких как границы зерен и дефекты. Этот газ метан не может диффундировать из металла, собирается в пустотах под высоким давлением и вызывает трещины в стали. Такое избирательное выщелачивание углерода приводит к более серьезной потере прочности и пластичности. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

HTHA можно контролировать, используя другой стальной сплав, в котором карбиды с другими легирующими элементами, такими как хром и молибден , более стабильны, чем карбиды железа . ^{[ 4 ]} Поверхностные оксидные слои неэффективны в качестве защиты, поскольку они немедленно восстанавливаются водородом, образуя водяной пар.

Повреждения стальной детали на более поздней стадии можно увидеть с помощью ультразвукового исследования, которое выявляет крупные дефекты, вызванные давлением метана. ^{[ 5 ]}^{[ 4 ]} Эти крупные дефекты в нагруженном компоненте обычно являются причиной отказа в эксплуатации, который обычно имеет катастрофические последствия, поскольку горячий легковоспламеняющийся газообразный водород быстро выходит из строя.

См. также

Ссылки

^ TWI – Институт сварки. «Что такое высокотемпературная водородная атака (HTHA)/горячая водородная атака?» . TWI – Институт сварки . Проверено 16 декабря 2020 г.
^ «Расследование Совета по химической безопасности США (CSB) промышленной аварии на нефтеперерабатывающем заводе Тесоро» . TWI – Институт сварки . Проверено 18 декабря 2020 г.
^ «Высокотемпературная водородная атака» . Наука Директ . Проверено 18 декабря 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Рой, Ануп. «Высокотемпературная водородная атака (HTHA)/горячая водородная атака» . Швейцарское ре. Архивировано из оригинала 16 января 2021 г. Проверено 18 декабря 2020 г.
^ «Высокотемпературная водородная атака (HTHA)» . Сонатест . Архивировано из оригинала 16 января 2021 года . Проверено 18 декабря 2020 г.

Эта коррозии статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[twi-htha-1] TWI – Институт сварки. «Что такое высокотемпературная водородная атака (HTHA)/горячая водородная атака?» . TWI – Институт сварки . Проверено 16 декабря 2020 г.

[twi-csb-2] «Расследование Совета по химической безопасности США (CSB) промышленной аварии на нефтеперерабатывающем заводе Тесоро» . TWI – Институт сварки . Проверено 18 декабря 2020 г.

[3] «Высокотемпературная водородная атака» . Наука Директ . Проверено 18 декабря 2020 г.

[roy-4] Jump up to: ^а ^б Рой, Ануп. «Высокотемпературная водородная атака (HTHA)/горячая водородная атака» . Швейцарское ре. Архивировано из оригинала 16 января 2021 г. Проверено 18 декабря 2020 г.

[5] «Высокотемпературная водородная атака (HTHA)» . Сонатест . Архивировано из оригинала 16 января 2021 года . Проверено 18 декабря 2020 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]