H2S具有很強的腐蝕性,同時H2S本身也是一種很強的滲氫介質(zhì),H2S腐蝕破裂是由氫引起的。干燥的H2S對金屬材料五無腐蝕破壞作用,H2S只有溶解在水中才具有腐蝕性。H2S一旦溶于水,便立即電離,使水具有酸性。在硫化氫腐蝕介質(zhì)環(huán)境中,反應(yīng)產(chǎn)生的氫,一部分通過相互結(jié)合形成氫分子排出;另一部分滲入鋼的內(nèi)部并溶入晶格中,溶于晶格中的氫有很強的游離性,在一定條件下降導(dǎo)致材料的氫脆和氫損傷。
總體概況
H2S具有很強的腐蝕性,同時H2S本身也是一種很強的滲氫介質(zhì),H2S腐蝕破裂是由氫引起的。干燥的H2S對金屬材料五無腐蝕破壞作用,H2S只有溶解在水中才具有腐蝕性。H2S一旦溶于水,便立即電離,使水具有酸性。在硫化氫腐蝕介質(zhì)環(huán)境中,反應(yīng)產(chǎn)生的氫,一部分通過相互結(jié)合形成氫分子排出;另一部分滲入鋼的內(nèi)部并溶入晶格中,溶于晶格中的氫有很強的游離性,在一定條件下降導(dǎo)致材料的氫脆和氫損傷。
濕H2S環(huán)境中的開裂類型有氫鼓泡、氫致開裂、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂。
氫鼓泡
腐蝕過程中析出的氫原子向鋼中擴散,在鋼材的非金屬夾雜物、分層和其他不連續(xù)處易聚集形成分子氫,由于氫分子較大難以從鋼的組織內(nèi)部逸出,從而形成巨大內(nèi)壓導(dǎo)致其周圍組織屈服,形成表面層下的平面孔穴結(jié)構(gòu)稱為氫鼓泡,其分布平行于鋼板表面。它的發(fā)生無需外加應(yīng)力,與材料中的夾雜物等缺陷密切相關(guān)。
氫致開裂
在氫氣壓力的作用下,不同層面上的相鄰氫鼓泡裂紋相互連接,形成階梯狀特征的內(nèi)部裂紋稱為氫致開裂,裂紋有時也可擴展到金屬表面。HIC的發(fā)生也無需外加應(yīng)力,一般與鋼中高密度的大平面夾雜物或合金元素在鋼中偏析產(chǎn)生的不規(guī)則微觀組織有關(guān)。
硫化物應(yīng)力腐蝕開裂
在氫氣壓力的作用下,不同層面上的相鄰氫鼓泡裂紋相互連接,形成階梯狀特征的內(nèi)部裂紋稱為氫致開裂,裂紋有時也可擴展到金屬表面。HIC的發(fā)生也無需外加應(yīng)力,一般與鋼中高密度的大平面夾雜物或合金元素在鋼中偏析產(chǎn)生的不規(guī)則微觀組織有關(guān)。SSCC是由H2S腐蝕陰極反應(yīng)所析出的氫原子,在H2S的催化下進入鋼中后,在拉伸應(yīng)力作用下,通過擴散,在冶金缺陷提供的三向拉伸應(yīng)力區(qū)富集,而導(dǎo)致的開裂,開裂垂直于拉伸應(yīng)力方向。
應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂
在應(yīng)力引導(dǎo)下,夾雜物或缺陷處因氫聚集而形成的小裂紋疊加,沿著垂直于應(yīng)力的方向(即鋼板的壁厚方向)發(fā)展導(dǎo)致的開裂稱為應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂。其典型特征是裂紋沿“之”字形擴展。
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標簽: 應(yīng)力腐蝕, 氫脆, 材料腐蝕平臺, 氫致開裂, 硫化氫

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