高溫高壓的氫對鋼的損傷主要是因為氫以原子狀態(tài)滲入金屬內(nèi),并在金屬內(nèi)部再結合成分子,產(chǎn)生很高的壓力,嚴重時會導致表面鼓包或皺折;氫與鋼中的碳結合,使鋼脫碳,或使鋼中的硫化物與氧化物還原。
造成壓力容器氫脆破壞的氫,可以是設備中原來就存在的,例如,煉鋼、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備在電鍍或酸洗時,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)。
鋼發(fā)生氫脆的特征主要表現(xiàn)在微觀組織上。它的腐蝕面??梢姷戒摰拿撎艰F素體,氫脆層有沿著晶界擴展的腐蝕裂紋。腐蝕特別嚴重的容器,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發(fā)生氫脆,主要決定于操作溫度、氫的分壓、作用時間和鋼的化學成分。溫度越高、氫分壓越突,碳鋼的氫脆層就越深,發(fā)生氫脆破裂的時間也越短,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,氫脆的傾向越嚴重。鋼中添有鉻、鈦、釩等元素,可以阻止氫脆的產(chǎn)生。
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