P11大口徑無縫鋼管的氫脆(或稱氫損傷)是指它的器壁受到氫的侵蝕,造成P11合金鋼管塑性和強(qiáng)度降低,并因此而導(dǎo)致的開裂或延遲性的脆性破壞。高溫高壓的氫對P11合金鋼管的損傷主要是因?yàn)闅湟栽訝顟B(tài)滲入金屬內(nèi),并在P11合金鋼管內(nèi)部再結(jié)合成分子,產(chǎn)生很高的壓力,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致表面鼓包或皺折;氫與鋼中的碳結(jié)合,使鋼脫碳,或使P11合金鋼管中的硫化物與氧化物還原。造成P11合金鋼管氫脆破壞的氫,可以是設(shè)備中原來就存在的,例如,P11合金鋼管、焊接過程中的濕氣在高溫下被還原而生成氫,并溶解在液體金屬中?;蛟O(shè)備在電鍍或酸洗時(shí),鋼表面被吸附的氫原子過飽和,使氫滲入鋼中;也可以是使用后由介質(zhì)中吸收進(jìn)入的,例如在石油、化工容器中,就有許多介質(zhì)中含氫或含混有硫化氫的雜質(zhì)。P11合金鋼管發(fā)生氫脆的特征主要表現(xiàn)在微觀組織上。它的腐蝕面??梢姷絇11合金鋼管的脫碳鐵素體,氫脆層有沿著晶界擴(kuò)展的腐蝕裂紋。腐蝕特別嚴(yán)重的容器,宏觀上可以發(fā)現(xiàn)氫脆所產(chǎn)生的鼓包。介質(zhì)中含氫(或硫化氫)的容器是否會(huì)發(fā)生氫脆,主要決定于操作溫度、氫的分壓、作用時(shí)間和P11合金鋼管的化學(xué)成分。溫度越高、氫分壓越高,碳鋼的氫脆層就越深,發(fā)生氫脆破裂的時(shí)間也越短,其中溫度尤其是重要因素。鋼的含碳量越高,在相同的溫度和壓力條件下,氫脆的傾向越嚴(yán)重。鋼中添有鉻、鈦、釩等元素,可以阻止氫脆的產(chǎn)生。
出現(xiàn)氫脆的工件通過除氫處理(如加熱等)也能消除氫脆,采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。如電鍍件的去氫都在200~240度的溫度下,加熱2~4小時(shí)可將絕大部分氫去除。
氫在常溫常壓下不會(huì)對P11合金鋼管產(chǎn)生明顯的腐蝕,但當(dāng)溫度超過300℃和壓力高于30MPa時(shí),會(huì)產(chǎn)生氫脆這種腐蝕缺陷,尤其是在高溫條件下。如合成氨生產(chǎn)過程中的脫硫塔、變換塔、氨合成塔;煉油過程中的一些加氫反應(yīng)裝置;石油化工生產(chǎn)過程中的甲醇合成塔等。
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