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什么是氢脆,这样的回答是否有错误或不准确的地方?
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2011-11-7 00:51:31
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本帖最后由 jzxxs 于 2011-11-7 01:21 编辑
氢脆hydrogen embrittlement 压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀,造成材料塑性和强度降低, 并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。
高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内,并在金属内部再结合成分子,产生很高的压力,严重时会导致表面鼓包或皱折;氢与钢中的碳结合,使钢脱碳,或使钢中的硫化物与氧化物还原。
造成压力容器氢脆破坏的氢,可以是设备中原来就存在的,例如,炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢,并溶解在液体金属中。或设备在电镀或酸洗时,钢表面被吸附的氢原子过饱和,使氢渗入钢中;也可以是使用后由介质中吸收进入的,例如在石油、化工容器中,就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。
钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体,氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。腐蚀特别严重的容器,宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。介质中含氢(或硫化氢) 的容器是否会发生氢脆,主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。温度越高、氢分压越突,碳钢的氢脆层就越深,发生氢脆破裂的时间也越短,其中温度尤其是重要因素。
钢的含碳量越高,在相同的温度和压力条件下,氢脆的倾向越严重。钢中添有铬、钛、钒等元素,可以阻止氢脆的产生。氢脆是钢受到高温高压氢的作用,引起钢的金属组织发生化学变化,结果是钢的强度和塑性下降,断口成脆性断裂的现象称为氢脆。其成因是在高温高压条件下氢进入钢的内部,与渗碳体相互作用生成甲烷,使钢脱碳强度大为降低。生成的甲烷不能溶解铁素体而呈气态逸出,积聚在钢的晶粒界面处,产生很大的内压力,使钢沿晶界发生破裂。氢在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀,但当温度超过300℃和压力高于30MPa 时, 会产生氢脆这种腐蚀缺陷,尤其是在高温条件下。如合成氨生产过程中的脱硫塔、变换塔、氨合成塔;炼油过程中的一些加氢反应装置;石油化工生产过程中的甲醇合成塔等。
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李济科
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2011-11-7 07:02:04
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此文很好。可以溶入金属中的氢,是否应称为“扩散氢”?以符号〔H〕表示。由〔H〕在晶格缺陷析出,变为分子H2,才有破坏性吧?望赐教。
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jzxxs
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2011-11-13 15:23:14
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谢谢老师!
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