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精密管技术

245精密钢管氢脆理论

  • 作者:精密钢管
  • 发布时间:2021-07-27
  • 点击:7696

氢脆理论认为,在腐蚀过程中,合金245精密钢管中的阴极反应生成H,引起脆性,在应力的作用下发生裂纹并扩展。能在所有金属中溶解。其原子很小,可以存在于金属原子之间,因此扩散速度远快于其它较大原子。

比如,常温下,铁素体钢245精密钢管中H的扩散系数接近于盐在水中的扩散系数。在大口径冷拔精密无缝管结构中,H倾向于扩散到三向拉应力区,因此在245精密钢管裂纹和缺口的最前端,被吸引到应力作用。氢溶解性会降低金属的抗裂性,或者会产生强烈的局部塑性变形,从而导致金属开裂。

245精密钢管

245精密钢管氢致裂纹可能是沿晶或穿晶,通常情况下,裂纹扩展速率较高,在极限情况下可达1mm/s。由于铁素体具有体心立方晶格结构,245精密钢管金属原子间的空隙较小,但它们之间的通道较宽,因而H在铁素体结构中溶解度较小,但扩散系数较大。与此相反,优质大口径精密无缝管面心立方晶格奥氏体中原子间的空隙较大,而空隙间的空隙较小,因此在奥氏体不锈钢245精密钢管等材料中,H具有较高的溶解度和低的扩散系数。

因此,与铁素体245精密钢管相比,H从表面扩散到奥氏体材料内部并使其脆化需要比铁素体材料更长的时间(数年而非日),因此人们普遍认为奥氏体合金不会发生H扩散。大多数学者认为,结构钢在H2S介质中的SCC机制是氢脆。

H2S作为强渗氢介质,不仅可以提供氢源,还可以作为毒化剂,防止阴极反应沉淀的氢原子与氢分子结合逸出,在245精密钢管表面丰富,提高钢表面的氢浓度,加速氢在钢中的扩散溶解过程,引起245精密钢管基体的连续性,引起氢脆性和氢裂纹。由于腐蚀而产生的内部氢脆,需要经过氢原子的化学吸附→溶解(或吸附)→点阵扩散→裂纹或气泡形成四个阶段,其中点阵扩散是控制这种脆性的主要因素。

245精密钢管

有人指出,H2S引起的20#大口径精密钢管现货应力腐蚀破裂敏感性与氢脆一样,在室温下均对索氏体敏感,245精密钢管调质后的索氏体敏感度最低,两者均随应变速率的降低而增大,这表明由H2S引起的应力腐蚀裂纹本身是受扩散过程控制的。

3.影响SCC的因素金属的应力腐蚀受多方面因素的影响,内因包括金属的组成、组织结构,外因包括245精密钢管的介质环境、材料的应力和应变状态。同种精密的大口径碳钢管中,杂质含量、金相组织、晶格缺陷、晶格尺寸、合金本身的成分等都会对SCC的敏感性产生影响。

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