煉油裝置液位計及設備的氫腐蝕、氫鼓包、氫脆和氫蝕

煉油裝置液位計及設備的氫腐蝕、氫鼓包、氫脆和氫蝕

氫腐蝕包括：氫鼓包、氫脆和氫蝕。
    1.氫鼓包
    定義：氫原子擴散到金屬內部（大部分通過器壁），在另一側結合為氫分子逸出。如果氫原子擴散到鋼內空穴，并在該處結合成氫分子，由于氫分子不能擴散，就會積累形成巨大內壓，引起鋼材表面鼓包甚至破裂的現象稱為氫鼓包。低強鋼，尤其是含大量非金屬夾雜物的鋼，zui容易發(fā)生氫鼓包。
    產生氫鼓包的腐蝕環(huán)境：介質中通常含有硫化氫、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷離子等毒素。這些介質阻止了放氫反應。
    預防措施：消除毒素介質；如果不能消除，選用空穴少的鎮(zhèn)靜鋼，也可采用對氫滲透低的奧氏體不銹鋼。或者采用鎳襯里、襯橡膠襯里、塑料保護層、玻璃鋼襯里等；有時加入緩蝕劑。
    體心立方晶格的致密度為0.68（即晶格中有68％的體積被原子所占據，其余為空隙），配位數為8（配位數越大，原子排列越緊密，空隙越小）；面心立方晶格和密排六方晶格的致密度為0.74，配位數為12。
    2.氫脆
    定義：在高強鋼中金屬晶格高度變形，氫原子進入金屬后使晶格應變增大，因而降低韌性及延性，引起脆化，這種現象為氫脆。氫脆與鋼內的空穴無關，所以僅僅靠使用鎮(zhèn)靜鋼無效。
  預防措施：選用對氫脆不敏感的材料，如選用含Ni、Mo的合金鋼。在制造過程中，盡量避免或減少氫的產生。
    3.氫蝕
    定義：在高溫高壓環(huán)境下，氫進入金屬內與一種組分或元素產生化學反應使金屬破壞，稱為氫蝕。如在200℃以上氫進入低強鋼內與碳化物反應生成甲烷氣體，這種氣體占有很大體積使金屬內產生小裂縫及空穴，從而使鋼變脆，在很小的形變下即破裂。這種破裂沒有任何先兆，是非常危險的。
    預防措施：選用抗氫鋼。可選用16MnR（HIC）、15CrMoR（相當于1Cr-0.5Mo）、14Cr1MoR（相當于1.25Cr-0.5Mo）、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等。抗氫鋼中的Cr和Mo能形成穩(wěn)定的碳化物，這樣就減少了氫與碳結合的機會，避免了甲烷氣體的產生。
    其實氫腐蝕從理論上分成三種，而實際中三種腐蝕幾乎同時存在。所以遇到氫腐蝕環(huán)境（臨氫環(huán)境）的設備一般按納爾遜曲線進行選材，并要引起高度重視
抗氫材料
hydrogen resistant material

  能夠抗氫損傷或抗氫脆的金屬材料。所謂氫損傷是指金屬或合金中因存在過量的氫，在張力作用下造成的損傷。其表現形式主要有氫致塑性損失、高溫氫腐蝕、氫致不可逆損傷（白點、氫鼓泡、氫誘發(fā)裂紋等）、氫致滯后斷裂等。氫脆指材料在內部氫或環(huán)境氫的作用下，發(fā)生脆化的現象。常用的抗氫材料有奧氏體不銹鋼、沉淀強化奧氏體合金、低合金鋼、鋁合金及銅合金等。抗氫材料的主要特點是：面心立方結構合金的抗氫性能優(yōu)于體心立方結構合金；抗氫合金只在某一溫度范圍對氫敏感；合金的抗氫性能與其晶粒度和應變率有關，晶粒越細，抗氫性能越好，隨著應變率增加，氫脆傾向降低。抗氫材料可在高壓氫(715兆帕 )條件下作結構材料使用，也可用于加氫反應罐的襯里材料及制造貯氫壓力容器等。