氢致
- 大口径火炬气管道在役焊接工艺安全性分析
穿、焊缝容易产生氢致开裂等问题,上述问题一旦发生就会引起管道内可燃介质的燃烧和爆炸,造成重大的安全环保事故[1-2]。因此,分析在役焊接工艺是否满足安全性要求具有重要的现实意义。文章从研究管道烧穿和焊缝氢致开裂出发,分析了在某大口径火炬气管道上焊接斜(45°)短接头和补强板所用的在役焊接工艺的安全性。1 在役焊接条件为满足火炬气管网系统运行需要,中国石化上海石油化工股份有限公司(以下简称上海石化)在某大口径火炬气管道上成功地在役焊接了斜向下45°、开孔率为
石油化工技术与经济 2023年6期2024-01-15
- 34MnB5稳定杆疲劳开裂分析
的细小韧窝,这是氢致开裂的典型特征。氢压理论认为[4],氢原子的浓度达到过饱和时,会在晶界、位错、夹杂物或其他缺陷等高应力区形核析出氢气,并在形核处引发塑性变形,因此形成的断口沿晶界扩展,但晶面上会布满微小韧窝,或发育不完整的韧性撕裂棱“鸡爪纹”。断口的扩展区形貌则主要为准解理断裂形貌,能谱结果显示断口的裂纹源区及扩展区均未检测到明显异常成分。图3 样品断口微观形貌2.3 样品截面金相组织垂直轴向切割样品的断口附近截面并制备成镶嵌样,使用金相显微镜观察其截
宝钢技术 2023年4期2023-11-15
- 氢致损伤(一)
氢致损伤是指金属由于内部溶入氢原子或内部的氢在起还原作用而引起的损伤甚至引起构件破坏。氢致损伤的形式主要有氢腐蚀、氢鼓泡和氢脆等。氢腐蚀是指石油裂化和煤转化用压力容器等装备在高温下运行时,高压氢进入钢中,在高温下(200 ℃以上)与碳化物反应生成甲烷(CH4)气泡,在应力作用下气泡沿晶界长大并连接成为裂纹,降低材料性能,严重影响设备寿命。氢腐蚀的特点主要有:①氢腐蚀属于化学腐蚀,受温度和压力的影响。各种钢在一定氢压力下均存在氢腐蚀的起始温度,一般都在200
金属热处理 2023年4期2023-07-31
- 塔河油田某伴生气管线螺旋焊缝失效原因分析
而尖的裂纹和鱼眼氢致裂纹[2]，A1区域裂纹断口处金相形貌见图3。该部位的金相组织为铁素体+少量珠光体，为等轴晶。在焊缝区域未观察到裂纹的存在，A1区域焊缝处金相形貌见图4。观察A2区域发现在焊管的基体中看到少量细小的裂纹存在，A2区域基体金相形貌见图5。图3 A1区域裂纹断口处金相形貌图4 A1区域焊缝处金相形貌图5 A2区域基体金相形貌B处的B1区域为裂纹断口处，靠近断口的管壁上有许多长而尖的裂纹和鱼眼氢致裂纹，B1区域裂纹断口处金相形貌见图6。该部位
材料保护 2022年2期2022-12-07
- 输氢海底管道选材探讨
讨,通过对常见的氢致失效形式及机理进行分析,参考国内外输氢管道相关的标准规范,并考虑海底管道安装的特殊性,推荐输氢海底管道选用材料。1 输氢管道氢致失效机理分析金属材料的氢致失效涉及多种形式,主要包括氢脆、氢致开裂、氢鼓泡、脱碳及氢腐蚀,其中一些氢致失效形式与输氢管道相关,而另一些与输氢管道不太相关[2]。与输氢管道相关的主要有氢脆,是指在氢和应力的共同作用下,金属材料韧性降低,甚至产生脆性断裂的现象。材料本身及实际工况条件对氢脆都有影响。通常,材料的应变
腐蚀与防护 2022年9期2022-12-04
- 在役管道焊接质量控制因素及解决方法
入，防止焊缝产生氢致裂纹，其次防止热量过高烧穿管壁。如焊接操作不规范，可能形成高硬度焊接热影响区（HAZ，Heat Affect Zone），HAZ对氢致裂纹非常敏感。1986年加拿大TransCanada管道火灾爆炸事故根本原因是管道焊接修复时形成一块硬币大小的HAZ硬化缺陷区。美国最先开展在役管道焊接工程应用研究，Battelle焊接研究所（Battelle Memoria Institute，BMI）系统开展在役管道焊接数值模拟。美国标准API St
全面腐蚀控制 2022年6期2022-11-27
- 345 MPa级容器用钢抗氢致开裂性能的研究
油、天然气的设备氢致开裂[1]。氢致开裂是湿硫化氢环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢中并在夹杂物等氢陷阱聚集，形成氢分子产生氢压，当压力超过材料的强度极限时开裂的现象[2- 7]。本文研究了经不同工艺热处理的345 MPa级容器用钢的显微组织、硬度及影响其抗氢致开裂性能的因素。1 试验材料与方法1.1 试验材料试验用钢采用50 kg真空感应炉冶炼，化学成分如表1所示。表1 试验用钢的化学成分(质量分数)Table 1 Chemical composition o
上海金属 2022年6期2022-11-25
- 40Cr浮头螺栓断裂原因分析
氢鼓泡（HB）和氢致开裂（HIC），另一类则是硫化物导致的应力腐蚀开裂（SSCC）和应力导向氢致开裂（SOHIC）[1]。SSCC是破坏性和危害性最大的一种腐蚀形式，该现象最早是在含S的油、气等生产环境中发现的。据报道，20世纪40年代末，美国和法国在开发含H2S的酸性油气田时，发生了大量与H2S有关的腐蚀失效事故。90年代初，美国石油学会（API）和腐蚀工程师协会（NACE）对长期在湿硫化氢环境服役的压力容器进行了数次检验，发现约25%的受检容器都存在腐
失效分析与预防 2022年4期2022-10-16
- 硫化锰混合夹杂物对管线钢氢致开裂的影响
SCC)试验和抗氢致开裂(HIC)试验是检验管线钢性能、确保输油管正常运行的重要方法。笔者对在氢致开裂试验中出现腐蚀裂纹的管线钢进行分析，对裂纹处的非金属夹杂物进行统计，研究了硫化锰混合夹杂物对管线钢氢致开裂性能的影响；结合管线钢的生产工艺，综合分析了管线钢腐蚀裂纹出现的主要原因，并提出相关控制措施，为抗酸管线钢的生产和研发提供理论依据。1 试验方法1.1 试验材料试验材料为X65MS抗酸腐蚀管线钢，其最低屈服强度为450 MPa，经过正火处理，其主要化学
理化检验(物理分册) 2022年8期2022-08-27
- 1 000 MPa级冷轧双相钢氢致延迟开裂性能研究
020《高强度钢氢致延迟断裂评价方法》，以及团体标准T/CSAE 155—2020《超高强度汽车钢板氢致延迟断裂敏感性U 形恒弯曲载荷试验方法》。根据GB/T 39039—2020，将试样加工成缺口拉伸试样，并进行电解充氢以获得不同氢含量，最后进行慢应变速率拉伸试验，评价钢的氢致延迟开裂性能，同时利用热脱附氢检测装置(Thermal Desorption Spectroscopy，TDS)[3-4]，检测试样的氢含量。2 试验材料与方法试验采用汽车用冷轧高
汽车工艺与材料 2022年8期2022-08-19
- L245NS钢在湿硫化氢环境下腐蚀行为研究
腐蚀（SCC）与氢致开裂（HIC），它们所引起的失效大多是在事前无可见预兆而突发的脆性断裂，甚至可引起工业设备爆炸，破坏及危害极大[1-3]。某地区石油天然气富含H2S，油气田站外基本采用245NS PSL2材质管线，在早期该材质管道服役状态良好，未发生过管道失效事故。经过4年以上开发，该地区油气资源含硫量日渐增高，尤其是H2S含量，比开采之初高了19%，H2S浓度的提高会增加材料H损伤的敏感性，故此研究该材质管线钢在高浓度H2S环境下服役状态对该油气田生
全面腐蚀控制 2022年7期2022-08-12
- 在役管道焊接工艺关键技术探讨
穿风险；二是产生氢致裂纹风险。3.1 管壁烧穿美国Battelle焊接研究所开展焊接数值模拟研究，管内介质流速增加时，不发生烧穿的可焊壁厚也随之增加。提出6.4mm是防止烧穿的临界壁厚。该研究成果被美国标准API Std 1104采纳，针对X65钢级及以下管道壁厚大于6.4mm，使用低氢焊条、设定合理的焊接参数不会产生烧穿问题。一般认为管道内壁温度超过临界点，可能增加管壁烧穿的可能性。美国爱迪生焊接研究所（Edison Welding Institute，
石油和化工设备 2022年7期2022-08-03
- 高强铝合金焊接件应力腐蚀研究
时包括阳极溶解和氢致断裂两个过程，有些以阳极溶解为主，有些以氢致开裂为主，但两种过程很难明显区分。研究发现[5]，7050铝合金在3%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂是由阳极溶解与氢致开裂共同作用的结果，由于合金晶界处的粒子存在电位差，发生局部阳极溶解，造成钝化膜破裂，形成临界缺陷，使微裂纹萌生。随着晶界局部阳极溶解的增加，还原性的H原子扩散到过程区，与微观特征结构、裂纹尖端应力和塑性应变相互作用，造成损害。综上所述，普遍被接受的应力腐蚀开裂理论是阳极溶解理论
金属加工(热加工) 2022年6期2022-07-12
- 氢环境下压力容器及管道材料相容性研究进展1)
y，HELP）和氢致应变导致的空位聚集（hydrogen enhanced strain induced vacancy，HESIV）理论。1.2.1 氢压理论金属内部具有大量缺陷（如空穴、位错、夹杂物等），晶格中氢原子容易在缺陷处聚集产生氢压，降低裂纹扩展所需外应力；此外，氢原子向鼓泡中不断迁移时，内部氢压不断上升，当内压力超过材料强度便会出现脆性开裂[5,7]。氢压理论不涉及塑性变形，仅适用于某些特定裂纹，如钢中的白点、酸洗和电镀裂纹、焊接冷裂纹、无外
力学与实践 2022年3期2022-07-02
- 2205双相不锈钢氢致开裂行为的试验分析与模型预测
，导致DSS发生氢致开裂(Hydrogen assisted cracking,HAC)[6-8]。通常，氢需要一定的时间向应力集中区(如缺口、夹杂处)扩散并富集，当富集的氢浓度达到临界值时，使裂纹萌生,并随着氢的进一步富集,裂纹迅速扩展，材料发生断裂。由于氢的扩散需要时间，HAC表现出时间上的延迟[9-10]。HAC通常不发生显著的塑性变形，也没有明显的征兆，危害性极大。对氢环境中使用的金属结构，如何预测和判断其是否会发生氢致开裂在工程上具有很大挑战性，
压力容器 2022年1期2022-03-15
- 深海油气设施用22Cr双相不锈钢的氢致应力开裂敏感性
连接器曾出现多起氢致应力开裂案例。1996-2006年，在北海等地先后出现多起双相不锈钢水下管汇连接器的开裂案例，原因是双相不锈钢在过负的阴保电位(-1 050 mV)下发生氢致应力开裂[5-7]。近年来，国内外学者针对双相不锈钢微观组织结构与氢脆敏感性的关系开展了较多研究。奥氏体和铁素体相比例、晶粒度均会影响22Cr双相不锈钢的氢扩散和氢富集行为[8-11]，氢容易在奥氏体和铁素体相界面积累[12-13]，甚至可能形成氢鼓泡[14]；应力能够加速氢的扩散
腐蚀与防护 2021年7期2021-10-25
- 3Cr钢电阻焊小油管的性能
成分1.3.3 氢致开裂试验采用美国CORTEST集成式氢致开裂测试系统，按照NACE TM0284-2016标准《管道压力容器抗氢致开裂钢性能评价的试验方法》对N80油管和3Cr钢ERW小油管进行氢致开裂试验。试样尺寸为100 mm×20 mm×3 mm。试验溶液为含5%(质量分数，下同)NaCl+0.5% CH3COOH的水溶液)，向溶液中通入高纯硫化氢气体至饱和，经测定溶液中硫化氢质量浓度约为2 450 mg/L,溶液初始pH为2.75，结束pH为3
腐蚀与防护 2021年8期2021-09-07
- PC钢棒30MnSi延迟断裂失效分析及改进措施
释放过程中发生的氢致断裂，通常称之为“延迟断裂”或“滞后断裂”，其断裂的特点为脆性断裂。1.2 PC钢棒延迟断裂形成机理氢进入钢材主要分为两种情况，可分为“内氢”和“外氢”。钢材在冶炼轧制过程以及客户的酸洗、调质过程中有一部分的氢未能完全释放，在盘条静置时，随着时间的延迟，钢材中的氢逐渐产生作用，并最终造成断裂的情况，这种延迟断裂称为“内氢”引起的断裂。而客户在加工管桩环节的蒸养工序及后续镦头工序墩头断裂的现象以及PC钢棒与混凝土黏结后，再静置时出现的管桩
工业加热 2021年6期2021-07-15
- 简析压力容器在湿硫化氢环境下的氢损伤
的存在。2.2 氢致开裂氢损伤类型氢致开裂(HIC)氢损伤类型是在氢分压作用下产生的，它是基于不同层面相邻氢鼓包裂纹形成连接，细致观察，氢致开裂属于阶梯状内部裂纹。考虑到氢致开裂多发生于压力容器内部位置，较难用肉眼发现，所以在压力容器定期检验过程中可借助声发射以及超声相控阵分析氢致开裂缺陷问题。2.3 硫化物应力腐蚀开裂氢损伤类型硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)氢损伤问题一般发生于中高强度的焊接熔合区域中，形成合金钢热影响区。在分析应力与残余应力过程中，需要
化工管理 2021年12期2021-06-16
- 催化裂化装置富气系统管线腐蚀泄漏分析
裂(SSCC)；氢致开裂(HIC)；由应力引起的氢致开裂(SOHIC)。富气系统设备管线的腐蚀还有其特殊的影响因素：氢脆化(HIC)；热影响区(HAZ)。3.1 HB腐蚀在腐蚀的微观变化中，氢原子逐渐析出并向钢中慢慢扩散，不断地向钢材的杂质区、分层和其他不连续处聚集形成氢分子。因为氢分子很难从钢的组织内逸出，所以局部组织就会在这种内压下屈服从而在表面层下形成平面孔隙结构，这种现象称为氢鼓泡，其发生部位及分布情况为钢板表面平行分布。它的发生与材料中的夹杂物等
化工管理 2021年12期2021-06-16
- 热成形钢及热冲压零件的氢致延迟断裂
1]。此后，关于氢致延迟断裂的研究引起了各国的相关学者和工程技术人员的广泛兴趣，迄今为止有近四万篇关于氢致断裂延迟研究论文发表[2]，近年来，每年仍有数百篇论文发表。这些数据表明，这一问题在金属材料中仍然是人们感兴趣的一个重要研究课题。而庞大的论文数量也显示了氢致延迟断裂的复杂性。氢致延迟断裂，又称氢脆，它是由于氢原子溶解于金属材料中造成性能弱化或脆化的现象[3]。氢会加速金属内部的裂纹扩展[4]，造成金属断裂面的特征由延性转变为脆性[5]。试验表明，充氢
汽车工艺与材料 2021年4期2021-04-23
- 环境湿度对药芯焊丝焊接质量的影响与管控
大量增加，增加了氢致裂纹的风险。最后经过试验研究与分析，得出结论，制定防护措施。氢致裂纹 药芯焊丝 EH36钢 高环境湿度0 引言焊接是造船业必要的材料连接方式，焊接接头质量直接决定了产品质量。药芯焊丝焊接具有飞溅小，焊缝成形美观，熔覆速度高，可进行全位置焊接等特点，有助于在保证焊接接头质量的同时提高焊接效率。药芯焊丝在国内外船用钢材焊接上应用广泛。但是药芯焊丝内部的药粉在高空气湿度下，容易吸收空气中的水分子，导致焊缝区域氢元素增加。氢元素增加又会促成氢致
船电技术 2021年4期2021-04-23
- 高强管线钢焊缝区氢损伤研究与展望
管道及其焊缝区的氢致失效，对于维护管道安全尤为重要。本文综述了高强管线钢焊缝区氢损伤机理、特征和行为，介绍了影响焊缝区局部氢富集的冶金结构，讨论了影响氢损伤发生的因素，提出了控制焊缝区氢致失效的方法，并结合已有研究成果分析了进一步针对高强管线钢焊缝区氢损伤行为研究的前景与相关方向。1 高强管线钢及其焊接的金属学基础1.1 高强管线钢的冶金特征高强管线钢技术发展的目标是通过合金化处理与热机械控制轧制工艺，获得优异的强度、韧性与焊接性能，而高强钢焊接技术则使焊
石油管材与仪器 2021年6期2021-02-15
- 980 MPa级汽车用钢氢致延迟断裂性能
很棘手的问题就是氢致延迟断裂失效，并且高强钢的强度级别越大，氢致延迟断裂的敏感性越强［4-5］。因此较高敏感性的氢致延迟断裂已然成为了限制高强钢以及超高强钢应用的重要因素［6］。氢致延迟断裂是指材料在静止应力的作用下，服役不确定时间后，突然发生脆性断裂的一种失效现象。这种脆性断裂是建立在材料、环境、应力三大因素共同作用下发生的，主要是由于氢引起，因此称之为“氢致延迟断裂”［7-8］。氢致延迟断裂的发生具有突发性、不可预知性，是一种无征兆的断裂失效行为。因此
电镀与精饰 2021年1期2021-01-26
- 大气中硫化氢对钢材腐蚀影响与防护
发生局部腐蚀。如氢致开裂、应力腐蚀开裂等局部腐蚀的裂纹在金属内部萌生，往往内部结构已经被破坏，外部却很难看出，故这些腐蚀引起的事故是突发的，具有灾难性的，严重威胁人身安全[2]。因此，大气中的硫化氢的相关研究一直是热点，本文从硫化氢对钢材的腐蚀机理、影响硫化氢腐蚀的主要因素以及大气中硫化氢主要的采集分析方法三个方面进行简单概述，并对硫化氢环境中服役的钢制设备提出一定的防护措施，能在一定程度上减缓腐蚀的危害，使得材料寿命增加，设备安全运行得到保障，具有一定的
装备环境工程 2020年8期2020-09-11
- 浅谈压力容器在湿硫化氢环境下的氢损伤
氢鼓包(HB)、氢致腐蚀开裂(HIC)、导向氢致开裂(SOHIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)。2 湿硫化氢环境中的氢损伤类型氢原子进入压力容器内部，在不同组织结构和不同强度级别的压力容器中会发生不同类型的氢损伤。金属制压力容器在湿硫化氢环境下发生的氢损伤的类型主要有以下几种。2.1氢鼓包（HB）渗入压力容器的内部容易产生过饱和空位，而且量比较大，这主要是因为氢原子在晶界、夹杂物和第二相粒子周围聚集，使其在金属中的空位浓度大大提高，氢原子在夹杂物周围聚
化工管理 2020年9期2020-04-22
- 压力容器腐蚀损伤的超声相控阵检测分析
裂（SSCC）、氢致开裂（HIC）等脆性断裂事故［1］。 压力容器或管道一旦发生此类安全事故，往往会造成重大经济损失和灾难性后果，因此研究硫化氢腐蚀机理及其检测技术，对防止事故发生，提升化工过程安全都有十分重要的意义［2］。超声相控阵是一种先进的无损检测技术，其探头是通过多个晶片的阵列组合控制波阵面的形状和入射方向，且无需改变扫查方式，即可对目标进行不同角度、全体积的检测，并通过高清图像将检测结果显示出来。 相控阵技术能明显降低缺陷的漏检率，提高检测的可靠
化工机械 2020年1期2020-03-30
- 贝氏体钢轨母材轨头核伤原因分析
入钢轨制造缺陷（氢致裂纹）导致轨头横向裂纹的伤损类型。圆形脆性断口及其周围疲劳扩展区的宏观形貌与珠光体钢轨氢致裂纹断口的宏观形貌相似，表明该断口的断裂源区的形成与钢轨中的氢致裂纹有关，钢轨中的氢含量局部偏高，以及夹杂物的存在加剧了氢在夹杂物处的富集，从而导致氢致裂纹和圆形脆性断口。2.2 伤损原因分析为深入研究该类贝氏体钢轨母材轨头核伤的原因，金属及化学研究所对大秦线试铺的16炉贝氏体钢轨的钢水氢含量及该炉钢轨上线后出现的与上述3根核伤钢轨同类型伤损（断口
铁道建筑 2020年1期2020-02-24
- 多级热处理对柔性立管用高强钢组织性能影响
有高强、耐蚀、抗氢致开裂等优点，因此其核心部件铠装层材料通常由具有抗氢致开裂性能的高强钢来充当[5].为了降低立管自重、延长使用寿命，目前对海洋柔性立管铠装层高强钢的强度要求越来越高.为了获得高强度抗氢致开裂的海洋柔性立管用钢，工业上采用连铸+热轧+冷轧+热处理的工艺流程来生产柔性立管用钢.随着高强钢的强度不断提高，其氢致开裂敏感性也越来越强[6]，为了降低柔性立管用钢的氢致开裂敏感性，目前多采用调质热处理以同时获得高强度和抗氢致开裂能力[7].然而调质热
东北大学学报（自然科学版） 2020年1期2020-02-15
- 分析炼油厂湿硫化氢环境下材料的氢损伤
2.2 氢鼓泡和氢致开裂炼油厂湿硫化氢环境下金属材料在实际应用过程中也可能会出现氢鼓泡或者氢致开裂等问题。其中氢鼓泡是指氢原子堆积在金属材料表面不连续处而出现的腐蚀现象。如果炼油厂湿硫化氢环境下各装置与管道表面存在缺陷，也会导致氢原子在金属材料表面缺陷处大规模堆积，导致金属材料表面出现氢鼓泡现象，直接影响金属装置与管道作用效果和炼油厂综合运行水平。对于炼油厂湿硫化氢环境下氢致开裂来说，是指金属材料内部不同平面上临近氢鼓泡位置处出现的内部裂纹现象，这种裂纹在
化工管理 2020年18期2020-01-18
- 压力容器和压力管道应力腐蚀开裂机理及影响因素分析
认为有阳极溶解和氢致开裂两种。常见的应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏，破坏的表面和未被破坏的表面分别形成阳极和阴极。而在应力腐蚀过程中，经过实验表明，当金属加上阳极电流时可以加剧应力腐蚀，但加上阴极电流时则能阻止应力腐蚀，一般认为压应力对应力腐蚀的影响不大。2）为防止一些零件的应力腐蚀，首先应合理选择材料，避免使用对应力腐蚀敏感的材料，可以采用抗应力腐蚀的不锈钢材料。之后应合理设计零件和构件，减少应力集中。改
化工设计通讯 2020年8期2020-01-12
- 首次建立金属中纳米孔洞俘获氢定量预测模型
预测模型，为理解氢致损伤，以及设计新型抗氢致损伤材料提供了可靠的理论基础和工具。该成果日前发表在《自然·材料》杂志上。氢极易钻进金属材料的内部，导致材料损伤。例如，在磁约束核聚变反应堆的核心部位，燃料氢同位素极易渗透进保护其他部件的钨金属装甲，与中子辐照产生的纳米孔洞结合，从而形成氢气泡并产生裂纹，最终对材料的结构和服役性能造成致命损伤，危及聚变装置的安全。为攻克上述难题，研究人员采用基于密度泛函理论的模拟方法，在原子尺度上获得了精确的氢与纳米孔洞相互作用
汽车零部件 2019年7期2019-11-27
- 中厚钢板的氢致延迟裂纹快速检测方法研究
214429）氢致延迟裂纹是冷裂纹的一种，其主要是因为焊缝 金属中氢含量、塑性储备及应力状态等综合因素作用下 而产生的一种焊接裂纹。具有孕育期的冷裂纹称为延迟 裂纹。这类裂纹具有潜伏期、缓慢扩展期和突然断裂期 三个阶段。一般认为，潜伏期和缓慢扩展期与氢的聚集 与扩散有关，所以又称氢致延迟裂纹。这类裂纹可能在 焊后数小时、数天或更长时间内出现。中厚钢板容器容 易出现这种裂纹[1]。传统的中厚钢板的氢致延迟裂纹检测，是依靠经过训练的、专业的检验人员，以肉眼观
中国金属通报 2019年7期2019-08-15
- 氢致变色镁基功能薄膜研究进展
等[1]报道了“氢致转变”现象，其中提到了一种因氢化致使光学透过率提高的功能薄膜，且适当改变环境气氛可使薄膜再次回复到氢化前的反射态。整个可逆反应过程中，薄膜的各项光学性能都在发生变化，同时，薄膜呈现的颜色也会“因材而异”。基于“氢致变色”现象的光纤传感器[2, 3]和智能调光玻璃[4, 5]研究也因此得以迅速发展。具有“氢致变色”特性的薄膜材料最初以纯稀土金属为主[6-9]，如镧元素，但由于其氢化物的稳定性较差、可见光透过率低、调控光学范围较小，在其实际
中国材料进展 2018年12期2019-01-16
- X80M螺旋缝埋弧焊管抗HIC性能分析
广泛的应用。控制氢致开裂（HIC）性能为油气输送钢管的重要性能指标之一，抗HIC性能良好的钢种可以应用于酸性服役环境。氢致开裂是指当氢原子在钢材的内部缺陷处聚集形成小的鼓泡裂纹后，随着内部氢分子的压力增高，小裂纹趋向于相互连接形成有阶梯状特征的氢致开裂。氢致开裂裂纹分布平行于轧制方向。这种破坏基体连续性的缺陷，给管道运行安全带来了严重的隐患[1-3]。API Spec 5L的附录H规定了酸性服役用输送钢管的技术要求，其最高钢级为X70MS，该规范附录还详细
石油工业技术监督 2018年10期2018-12-05
- 城镇燃气钢质管道带压焊接工艺研究
；另一方面是防止氢致裂纹的产生，由于管道内流动的燃气从管壁带走了较多的热量，使在运行管道上焊接的焊缝加速冷却，导致了淬硬组织的形成，而容易产生氢致裂纹。为了防止产生氢致裂纹，通常的做法有两种：一是带压焊接时，使用低氢焊条或低氢工艺方法，降低焊缝中的含氢量；二是当不能保证低氢水平时，使用碳当量值低的钢材和采用足够热输入量的方法减少淬硬组织的形成。但是,此时的热输入量一定不能高于防止管壁“烧穿”的最大许用热输入量。此外，采用预热或回火焊道熔敷顺序的方法也可以减
机械制造文摘(焊接分册) 2018年5期2018-11-26
- 承压设备典型母材缺陷的相控阵 CIVA仿真与检测
容小觑，例如内部氢致开裂、氢鼓包、复合板或堆焊层未结合、不开罐或不清管情况下的内腐蚀凹坑等缺陷，对这些缺陷运用宏观检测与测厚方法进行检测存在一定的难度与漏检率[1-2]。超声相控阵仪器通常为多通道、多晶片，可对缺陷进行成像，并能进行精确定位与测量，具有检测效率高、漏检率低、灵活性好、多种成像方式等优点[3]。针对重点设备存在的各类缺陷可采用超声相控阵技术进行快速、大面积扫查，以发现其中的危害性缺陷。笔者以CIVA仿真为前提，探讨了相控阵技术对母材缺陷检测的
无损检测 2018年10期2018-10-19
- X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面的显微组织及氢致开裂行为
，并在缺陷处诱发氢致开裂，导致水下设施失效，如水下系统的管法兰在-1 050 mV阴极保护下易产生氢致开裂[5]。研究人员已对碳钢表面堆焊层的氢致裂纹扩展行为进行了研究。SAKAI等[6]将氢致裂纹分为两种类型：Ⅰ 型裂纹沿着界面区的熔合线扩展；Ⅱ 型裂纹沿着粗大奥氏体与其外侧组织相连的晶界扩展。在研究堆焊电流对碳钢表面镍基合金堆焊层显微组织和耐磨性能的影响时发现，在熔合区马氏体组织处会出现氢致裂纹[7-8]。但是，目前还无法确定氢致裂纹的萌生位置，以及氢
机械工程材料 2018年5期2018-05-26
- 航空发动机用高锰奥氏体TWIP钢的氢脆行为的影响因素浅析
扩散、氢损伤以及氢致开裂有重要影响。因而控制陷阱的数量和分布是提高材料抗氢损伤及氢致开裂性能重要途径之一。一般来说，溶解在点阵中的原子氢(处在点阵间隙位置，其浓度为cL)可以进入陷阱(被陷阱捕获)，而陷阱中的氢(其浓度为cT)也可能逸出陷阱而进入点阵间隙位置。氢陷阱结合能Eb是一个重要的参量，当Eb较小时，cT就小，即氢处于低能陷阱中的概率就小，反之亦然。如果陷阱结合能Eb较小，则平衡常数k就小，既使在室温，氢也能从陷阱中逸出而进入间隙原子位置。这种陷阱称
新型工业化 2018年1期2018-03-13
- 影响管线钢管抗氢致开裂性能的因素
)影响管线钢管抗氢致开裂性能的因素邓叙燕1,2王学敏1,2李玲霞1,2(1.达力普石油专用管有限公司，河北沧州 061000；2.河北省石油专用管工程技术研究中心，河北沧州 061000)采用NACE TM 0284—2003氢致开裂标准中的试验方法以及金相显微镜和扫描电镜，研究了显微组织、合金元素、硫含量、非金属夹杂物、轧制延伸率对管线钢管抗氢致开裂性能的影响。结果表明，非金属夹杂物是导致钢管氢致开裂的主要因素；具有铁素体+回火贝氏体组织的管线钢管抗氢致
上海金属 2017年6期2017-12-07
- 60Si2MnA弹簧圆钢拉伸脆断原因分析
轧圆钢心部存在的氢致裂纹以及较高的氮含量是造成弹簧圆钢拉伸脆断的原因。60Si2MnA弹簧圆钢；拉伸脆断；氮含量；氢致裂纹1 前言60Si2MnA圆钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度高、弹性好、抗回火稳定性好，是主要的弹簧钢种，多用于汽车、发动机制造业和铁路行业，常用作稳定杆、扭力杆、螺旋弹簧、汽缸安全阀簧等部件。由于弹簧钢的工作条件十分苛刻，对其质量的要求就非常严格。近期青岛特殊钢铁有限公司生产的Φ30mm规格60Si2MnA热轧圆钢，拉伸试样按GB/T 1
山东冶金 2017年4期2017-12-04
- 超声相控阵技术在湿硫化氢损伤压力容器检测中的应用
量严重的氢鼓泡和氢致开裂存在，并对损伤的分布和三维尺寸信息进行了精确测量。超声相控阵 氢致损伤 检测 湿硫化氢环境在湿硫化氢环境下运行的压力容器,由于当时设计、施工建设条件的限制,壳体往往采用的是普通低碳钢、低合金钢而非抗氢致开裂钢。原子氢吸附在钢表面,再扩散侵入到钢内部,在非高温条件下由于水分的存在,极易在容器壳体的不连续处如非金属夹杂物、夹层等薄弱部位产生氢原子集聚,形成氢分子,随着氢分压的不断增大,可能会产生氢鼓泡(hydrogen blisteri
中国特种设备安全 2017年7期2017-08-16
- 不同成型工艺的材料抗氢致开裂性能比较
成型工艺的材料抗氢致开裂性能比较费勤楠*孔韦海(合肥通用机械研究院 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽省压力容器与管道安全技术省级实验室)对3种不同成型工艺的压力容器常用材料进行抗氢致开裂(HIC)试验，比较组织和夹杂物对材料抗氢致开裂性能的影响，结果表明：氢致裂纹对铸件与锻件的组织与夹杂物形态不敏感，铸件与锻件材料极少出现氢致裂纹。压力容器 材料成型工艺 氢致开裂 性能影响铸、锻、轧是压力容器用金属材料常见的3种成型方式。铸造是将液体金属浇铸到铸
化工机械 2016年2期2016-12-25
- 不锈钢换热管U形部位开裂分析
环境下，产生大量氢致马氏体，导致产生氢致裂纹；裂纹在扩展的过程中，S、Cl-及非金属夹杂物的存在对开裂起到了一定的促进作用，最终发生开裂。换热管 U形部位 氢致开裂 应力腐蚀开裂某石化厂的柴油加氢精制装置高压换热器于2014年9月投用，运行仅半年后，换热器出现严重泄漏，检修发现多根换热管U形部位出现环向开裂，直接影响生产，更换管束具有较高的成本。笔者在开裂换热管的开裂部位和远离开裂部位分别取样进行分析，探讨了该换热管的失效原因，同时为避免此类失效发生提出了
化工机械 2016年3期2016-12-25
- 耐磨板Hardox450的焊接工艺研究
淬硬倾向，有产生氢致裂纹的可能性。因此焊接中需要重点关注如何防止冷裂纹，氢致裂纹。防止氢致裂纹有以下两个原则：2.1 接头里面及接头周围的氢含量的最小化（1）使用合理的预热及层间温度；（2）使用低氢焊材；（3）保证焊接区域无杂质。2.2 焊接接头内的应力最小（1）尽可能使用低强焊材；（2）制定合理的焊接顺序，使残余应力最小化；（3）组对间隙最大不超过3mm。3 Hardox 450耐磨钢板的焊接制造工艺3.1 预热及层间温度合理的预热及层间温度对于防止氢致
科技尚品 2016年8期2016-05-30
- 硫化氢环境中17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能
17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能王 瑶,魏安安,申登峦(常州大学 机械工程学院，常州 213016)摘要：根据美国NACE标准研究了17-4PH钢在酸性H2S水溶液中的抗氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)的性能，利用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了裂纹及组织形貌，并结合理论分析了材料的氢致开裂与应力腐蚀开裂行为。结果表明:17-4PH钢在标准NACE试验溶液中会产生氢致裂纹，试样内部微裂纹主要在晶界、夹杂等缺陷处成核并扩展；标准C型环
腐蚀与防护 2016年2期2016-04-11
- 催化裂化分馏系统腐蚀分析及控制
CN复合作用导致氢致开裂。通过加强腐蚀监测，实时调整工艺注剂，严格控制氰化物不高于25 mg/L，目前腐蚀已得到有效控制。催化裂化 分馏系统 H2S HCN 氢致开裂1 腐蚀概况某公司催化裂化分馏系统在2015年之前运行超过20 a未发生腐蚀开裂现象。2015年运行期间发现分馏塔顶水冷器E2209有3台水冷器出口焊缝热影响区发生开裂泄漏(见图1)。2015年11月装置停工大检修期间腐蚀调查发现：分馏塔顶循环换热器E2202/1壳体腐蚀减薄严重，腐蚀位置多为
石油化工腐蚀与防护 2016年6期2016-03-16
- 浅谈煤化工设备设计材料的选择
程，包括氢鼓泡、氢致开裂、应力导向氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂四种形式。2.5.1 氢鼓泡：金属表面硫化物腐蚀产生的氢原子扩散进入钢中，并在钢中的不连续处（如夹杂物、裂隙等）聚集并结合生成氢分子，造成氢分压升高并引起局部受压，发生变形而形成鼓泡。2.5.2 氢致开裂：在材料内部不同深度形成氢鼓泡时，当相临的鼓泡会连接在一起，形成的台阶状开裂为氢致开裂。2.5.3 应力导向氢致开裂：在焊接残余应力或其他应力作用下，氢致开裂沿厚度方向不断连通并形成最终暴露于表
化工管理 2015年5期2015-12-22
- 加工过程中轴承套圈断裂失效分析
定该开裂现象属于氢致延迟断裂范畴，排除淬火裂纹的可能，属于磨削开裂现象的一种。磨削是微型轴承加工的重要工序之一。一般情况下，磨削时表面的温度非常高，许多试验也证明磨削区的温度可以骤然升高到400～1000℃。同时，在冷却液及工件自身导热的作用下，工件表层又会被急速冷却，类似于一种瞬时的热处理过程，通常把这种薄层称为磨削变质层。急冷后形成二次淬火层，而同时在工件的次表面由于磨削产生的热量还没有完全散失，反过来对表面二次淬火层又进行了自回火。当自回火温度接近材
金属加工(热加工) 2015年11期2015-11-16
- X60和X100钢显微组织与HIC性能的关系
0两种管线钢进行氢致开裂(HIC)试验，并通过金相显微镜和扫描电镜观察显微组织及夹杂物对两种管线钢氢致开裂性能的影响。结果表明，与X60钢相比,X100钢对HIC更为敏感，其裂纹数量远多于X60钢。X60钢在珠光体/铁素体界面上形成细裂纹，在铁的碳化物和Al-O-Ti夹杂物处形成粗裂纹。X100钢在贝氏体组织上形成细裂纹，在贝氏体组织和夹杂物的共同作用下形成粗裂纹。由于X100钢晶粒尺寸小，由夹杂物作为氢陷阱形成的粗裂纹宽度远小于X60钢中的。除了铁的碳化
腐蚀与防护 2015年12期2015-11-03
- 压力容器氢致损伤的电磁超声在役监测
21)压力容器氢致损伤的电磁超声在役监测柴军辉1,陈定岳1,沈永淼2,严伟丽2,王杜1,陈虎1(1.宁波市特种设备检验研究院, 宁波 315020;2.中国石化镇海炼化分公司, 宁波 315221)针对湿硫化氢环境中压力容器氢致损伤的在役监测难点，采用电磁超声波技术对其进行在役监测。对一台使用评价后允许继续服役的氢致损伤压力容器进行固定区域壁厚的电磁超声在役监测，两次监测结果表明:采用电磁超声技术能够满足含氢致损伤压力容器的在役监测要求，可有效监测氢致损
无损检测 2015年12期2015-10-31
- 油气管道在役焊接修复技术研究
主要因素是烧穿和氢致开裂，并设计出一种油气管道在役焊接修复装置，采用管道内油气压等于密闭空间内CO2气压＋焊接产生压力的创新方法，有效降低焊缝中含氢量，成功解决了影响油气管道在役焊接修复安全性的技术难题。油气管道 在役焊接 安全性 修复装置0 引 言随着我国西部油气田和海洋油气田的开发，以及“加强输油气管道建设，形成管道运输网”发展战略的实施，在未来几年，我国还要建设十几条油气输送管道，形成“两纵、两横、四枢纽、五气库”，总长超过万公里的油气管输格局。[1
天津科技 2015年4期2015-06-27
- 加氢裂化装置中吸收塔湿硫化氢损伤检验策略研究
开裂(SSC)、氢致开裂(HIC)、应力导向氢致开裂(SOHIC)、碱应力腐蚀开裂(ASCC)。笔者结合加氢裂化装置中一台吸收塔T306的工况特点，介绍了如何筛选重点设备、如何进行检验，分析得出该设备局部区域氢损伤的原因，并提出了改进办法及今后检验的对策。1 检验重点设备筛选相关文献对易产生湿硫化氢应力腐蚀条件的描述主要有以下几点[2]。1)pH值：溶液的pH值小于4，而溶解有硫化氢溶液的pH值大于7.6，且氢氰酸浓度大于20mg/L并溶解有硫化氢。2)硫
石油工业技术监督 2015年7期2015-04-05
- Q245R、Q345R焊接接头抗硫化氢应力腐蚀试验研究*
开裂(SSC)和氢致开裂(HIC)试验，SSC以ASTM G39- 99(2011)《弯梁应力腐蚀试验试件的制备和使用》和NACE TM0177- 2005《金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂实验室试验》为理论基础；HIC以NACE TM0284- 2011《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》为理论基础。1.2母材材料Q245R(厚度δ=42mm)，主要化学成分为：C(0.190%)、Si(0.210%)、Mn(0.650%)、P(0.0
化工机械 2015年5期2015-01-13
- 油气管道在线焊接质量影响因素分析
经常会出现烧穿和氢致开裂等质量问题。从管道本体、焊前处理、焊接工艺、焊后热处理等4个角度分析在线焊接质量影响因素，提出通过改变预热方法、合理控制介质流速、预热温度、层间温度以及热输入量，进行后热和保温等措施来保证在线焊接质量，为提高在线焊接质量水平提供参考。管道;在线焊接;烧穿;氢致开裂在管道投产运行过程中，管道事故时有发生，管道事故的处理涉及维抢修技术，包括在线焊接、带压开孔封堵、带压堵漏、切割等。在线焊接是应用广泛的一种维抢修技术，与传统的先停输、后焊
石油工业技术监督 2015年12期2015-01-03
- 大型回转支撑环表面缺陷分析与改进措施
，产生气孔。避免氢致裂纹的重要手段是降低钢中氢含量。由于没有经VD处理，钢水的氢含量较高。经VD处理后，钢中氢含量可显著降低，一般脱氢率可达60%以上。其次，做好保护浇注，避免浇注过程中吸气，注意原辅料的干燥，以及钢包中包的烘烤，最大限度减少过程增氢。提高钢水的洁净度也是重要的一环。夹杂物与基体的界面是氢的强陷阱。界面上的氢浓度远高于晶格内部的浓度，高的浓度会产生高的过饱和空位浓度，不断聚集长大，形成鼓泡核。氢致裂纹在夹杂处的形核率较大。夹杂物与基体界面的
大型铸锻件 2013年2期2013-09-23
- 贫珠光体型管线钢带状组织对性能影响研究
别的DWTT断口氢致裂纹HIC是指金属材料在含H2S介质的作用下，由电化学腐蚀过程中析出的氢进入金属材料内部产生阶梯型裂纹，这些裂纹的生长发育最终导致金属材料发生开裂。对HIC敏感的冶金缺陷处，容易捕获扩散的氢原子并产生HIC裂纹。有文献［1－2］指出，控制带状组织级别的要求，其主要目的正是出于对钢材抗HIC性能的考虑。对带状组织为1级、2级和3.5级的试样各取2组(每组3个试样)，分别采用NACE TM0284－2003 B溶液(人工海水H2S饱和溶液，
河南冶金 2011年5期2011-12-08
- 海管用钢HSL450S圆管坯的开发试制
性气体，必须防止氢致裂纹等缺陷的产生。为达到这些要求，钢的成分合理设计是基础，生产过程工艺控制是确保钢质量良好的保证。某钢管有限公司研制开发了HSL450S海底管线管，并采用EAF-LF-VD-CC工艺流程试生产出了HSL450S圆管坯。HSL450S海管用钢的化学成分为(wt%)：0.16C，0.45Si，1.65Mn，0.020P，0.008S，0.09V，0.06Ti， 0.15（Nb+V+Ti）。HSL450S钢坯的生产工艺流程为:90tEAF→1
天津冶金 2011年3期2011-08-15
- 一起直径２８００ｍｍ碳化塔钢板夹层原因的探讨
；另一方面存在着氢致裂纹的作用；其次有个别企业的个体承包户仍然存在着以牺牲安全代价获取短期的、局部的利益，检验机构进行检定，发现缺陷，要求予以整改时，还一拖再拖，这作为现代化企业的管理者是非常忌讳与错误的。二、基本状况该碳化塔是由江西化工机械厂设计与制造，设计压力为：壳程(简体)0．8Mpa；管程(碳化水箱)：0．3Mpa；设计温度：壳程(简体)50C。管程(水箱)：常温；制造日期：1991年12月；投用日期：1992年1月；使用压力：壳程(筒体)＜0．8
安全与健康 2006年10期2006-11-14