ВВЕДЕНИЕ Вредное воздействие водородных сред с высокой температурой и высоким давлением на механические свойства сталей было признано, по крайней мере, с начала века. В 1960 году Класс(1) рассмотрел общую проблему повреждения водородом и описал эволюцию немецких сталей, предназначенных для работы в водороде. Стали, которые он описал, содержали один или несколько из следующих легирующих элементов: хром@ молибден@ ванадий@ вольфрам@ никель@ кобальт@ титан@ Колумбий@ и тантал. Совсем недавно, в 1964 году, Флетчер и Элси (2) составили всесторонний обзор воздействия водорода на сталь. Совет по исследованию сварки также выпустил Бюллетень (3), который представляет собой интерпретирующий отчет о влиянии водорода на стали, предназначенные для сосудов под давлением. Водородное охрупчивание сосудов и конструкций, используемых в различных процессах гидрирования, было основной проблемой, впервые возникшей при использовании водорода. Эта проблема была в значительной степени решена за счет изучения термической обработки сталей, используемых при изготовлении корпусов реакторов, и добавления элементов, снижающих температуру пластично-хрупкого перехода. С развитием процессов гидрирования, требующих использования более высоких давлений и температур, возникла проблема ухудшения механических свойств стали в результате процесса обезуглероживания и внутреннего растрескивания, известного как водородная атака. Твердо установлено, что водородная атака возникает в результате реакции водорода, присутствующего при высоких давлениях в уже существовавших микропорах в стали, с углеродом из карбидов стали с образованием недиффундирующего метана, который расширяет пустоты до трещин (4). -11). Реакция водородной атаки ускоряет удаление углерода из микроструктуры и вызывает диссоциацию карбидов. Основным руководством по выбору сталей для работы в водороде в последние годы была таблица, впервые опубликованная Нельсоном в 1951 году (12). Обновленную версию диаграммы можно найти в публикации API 941(13). Эта диаграмма показана на рисунке 1. Диаграмма Нельсона@, основанная на фактическом поведении конструкционных сталей в коммерческих установках@, указывает рекомендуемые рабочие пределы температуры и парциального давления водорода для некоторых углеродистых и низколегированных сталей. Основная цель настоящего проекта заключалась в расширении наших возможностей прогнозирования давления водорода и температурных условий стенки, которые приведут к необратимым водородным повреждениям (трещинам) в низколегированных сталях. Многие исследователи пытались изучить явление водородной атаки. Однако большинство предыдущих исследований проводились путем гидростатического воздействия на стальные образцы высокого давления и температуры газообразного водорода. Этот метод неточно моделирует условия воздействия, встречающиеся в сосудах под давлением. Тайгесон (14) убедительно показал, что техника воздействия оказывает весьма существенное влияние на степень водородной атаки. Он сравнил предел прочности стали при комнатной температуре до и после воздействия гидростатического водорода под высоким давлением и испытания бомбы под высоким давлением водорода. Поэтому@, чтобы лучше понять явление водородной атаки в сосудах под давлением@, необходимо использовать метод динамического воздействия@ и экспериментальную ситуацию с устойчивым градиентом водорода@. Такая техника динамического воздействия была разработана Штюбером(7@8) и впоследствии использована Бисаро(9@10).
API PUBL 945-1975 История
1975API PUBL 945-1975 ИЗУЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВОДОРОДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ