ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водородная коррозия из "Техника высоких давлений в химии" Уже с первых лет существования заводов синтеза аммиака и заводов гидрогенизации каменного угля и тяжелых углеводородов пришлось столкнуться с разрушительным действием водорода и азот-водород-аммиачной смеси. [c.353] Но несмотря на обилие экспериментального материала и на разрешение ряда важных проблем, все же многие вопросы в области газовой коррозии остаются невыясненными и до настоящего времени, в частности это относится к подбору дешевых низколегированных сталей, стойких при высокой температуре в условиях синтеза аммиака и гидрогенизации. Многие рекомендуемые стали бракуются или в силу низких механических свойств, не позволяющих применять их в технике высоких давлений, или вследствие плохой сопротивляемости к водороду и другим газам, или же, наконец, в силу невысокого предела ползучести и неудовлетворительной жаростойкости. В результате такой браковки остается весьма ограниченный ассортимент сталей, которые могут быть рекомендованы для практического использования в технике высоких давлений. Коррозионная стойкость их в большой степени зависит от температуры, давления и природы газа. [c.353] Образовывающийся при этом метан (СН4) не обладает рас-гворимостью в феррите и выделяется в газообразном состоянии по стыкам зерен. То же относится к водяному пару, образующемуся вследствие восстановления кислородсодержащих включений. [c.354] Действие водорода приводит в конце концов к большим изменениям микроструктуры металла и к потере первоначальных механических свойств. [c.354] Интересные результаты по обезуглероживанию стенок аппаратов под влиянием одностороннего давления водорода были получены в последнее время В. В. Ипатьевым и Н. И. Колби-ным. При изучении действия водорода на углеродистые стали при температуре 516—596° и одностороннем давлении от 25 до 225 ат ими установлено, что при одних и тех же условиях эксперимента обезуглероживание тем глубже, чем толще стенка аппарата. Постоянным является соотнощение между глубиной обез-углероженного слоя и толщиной стенки. Если эта закономерность подтвердится и для легированных сталей, наиболее часто применяющихся в условиях горячей водородной среды, то, по всей вероятности, она сможет значительно расширить наше представление о водородной коррозии, тесно увязав ее с диффузией и давлением газа в толще металла. [c.354] Влияние легирующих элементов на коррозию. Как указывалось выше, процесс водородной коррозии определяется давлением водорода, температурой, продолжительностью воздействия и свойствами самого металла, подвергающегося коррозии. Свойства же доброкачественной и соответственно термически обработанной стали зависят, в основном, от ее состава и в первую очередь от содержания углерода и легирующих компонентов. [c.354] Влияние с50става стали на ее коррозию наглядно иллюстрирует диаграмма (рис. 171), построе ная а основания экспериментальных работ [217]. [c.355] Влияние даже небольшого количества соответственно подобранных легирующих компонентов может играть решающую роль так, например, труба из углеродистой стали с содержанием 0,10% С разорвалась через несколько часов, причем глубина обезуглероживания достигла 7 мм, между тем как та же сталь с присадкой титана (0,11% С. 0,46% Т1) простояла 300 часов без признаков декарбонизации. [c.356] Влияние углерода видно у той же титановой стали с повышенным содержанием углерода (0,20% С 0,50% Т1), труба из нее разорвалась через 40 часов, причем глубина обезуглеро-женного слоя была 4 мм. [c.356] Для получения устойчивой против коррозии стали весь углерод должен быть связан в карбид. Для этого в титановых сталях отношение Т1 к С должно быть не менее пяти, а у ванадиевой стали соответственно 5,7 1. Содержание ниобия должно быть 8—10 1, причем меньшая величина допускается для высоколегированной хромоникелевой стали аустенитного класса. [c.356] Большие разногласия имеют место по вопросу допустимого применения углеродистой стали в условиях водородной коррозии. [c.357] Наряду с этим есть указание на коррозию углеродистой стали водородом при 300° и давлении только 25 ат [207]. [c.357] Такие противоречивые данные объясняются главным образом различной продолжительностью опытов, при которых определялась коррозия, качеством стали, величиной зерна и количеством в ней углерода. [c.357] На основании опыта Института высоких давлений углеродистую сталь с содержанием С до 0,20—0,25% можно рекомендовать там, где это допустимо по условиям механической прочности, для длительной работы при 160° под давлением водорода до 1000 ат. [c.357] Прочность аустенитных сталей, как правило, увеличивается с увеличением содержания хрома, никеля и углерода. Однако большое количество углерода неблагоприятно сказывается на сопротивлении водородной коррозии, в следствив чего содержание углерода в этих сталях не должно превышать 0,2—0,3%. [c.358] Наиболее дешевыми аустенитными сталями, устойчивыми в условиях гидрирования, синтеза аммиака и т. д., являются стали типа 18/8 (18% Сг 8—10% Ni) с относительно высоким сопротивлением ползучести. Основным недостатком этой стали является нестабильность структуры при длительном нагревании до температуры выше 500°, заключающаяся в выделении по границам зерен -карбида хрома, что уменьшает его содержание в твердом растворе. Уменьшение содержания углерода до 0,07% и ниже увеличивает стабильность, но заметно снижает сопротивление ползучести и повышает стоимость стали. Вследствие этих причин стали с очень -низким содержанием углерода в настоящее время не применяются. Стабильности структуры достигают добавками титана (ЭЯ1Т) или ниобия (ЭЯ1Н6) при низком содержании углерода (0,07—0,12% С). [c.358] К существенному недостатку сталей типа 18/8 следует отнести ее невысокую способность к пластической деформации при ползучести и возможность хрупкого разрушения без видимых следов деформации. Вследствие этого скорость ползучести при длительном рокв службы ие должна превышать 1 % за 100 000 часов. [c.358] Увеличение содержания хрома и никеля значительно повышает структурную устойчивость стали и в меньшей степени — сопротивление ползучести. [c.358] Вернуться к основной статье