Коррозия

Наводороживание стали в сухом сероводороде при высоких температурах

Наводороживание стали в сухом сероводороде при высоких температурах может быть следствием образования агрессивного водорода в результате двух процессов.

По первому из них в результате термической диссоциации

H2S → H2 + ½S2                          (9)

образуется молекулярный водород, парциальное давление которого связано, с одной стороны, с вызывающей охрупчивание концентрацией водорода в стали, а с другой — с парциальным давлением H2S. Термодинамические расчеты [11] показали, что реальная возможность охрупчивания технических сталей под действием водорода, образующегося вследствие термического распада H2S, создается лишь при температурах 500 °С (773 К) и выше. Таким образом, оборудованию соответствующих установок для сероочистки природного газа и нефтепродуктов и транспортировки H2S на сжигание и т. п. не угрожает опасность охрупчивания водородом, образующимся вследствие термического распада H2S.

Кривые зависимостей критического давление сероводорода от температуры для железа 

Рис. 6.9. Кривые зависимостей критического давление сероводорода от температуры для железа [11]:

1— PH2s для Н2S ↔ Н2 + ½S2    (уравнение 9); 2—  PH2s для Fe + H2S ↔ FeS + Н2 (уравнение 3).

Парциальное давление—в ат

По второму процессу водородная хрупкость может наступить под действием водорода, образующегося в результате высокотемпературного процесса коррозии по уравнению (3). Термодинамические расчеты [11] показали, что в результате воздействия сухого безводного сероводорода на сталь (т. е. вследствие ВТСК) возможно наводороживание в процессе коррозии при сравнительно невысоких температурах и низких парциальных давлениях H2S (см. табл. 6.2 и рис. 6.9).

Таблица 6.2. Критические давления H2S, вызывающие водородную хрупкость в результате термической диссоциации (PH2S) и высокотемпературной коррозии (P''H2S)

Марка стали

Температура.°С

P''H2S, Па

P'H2S, МПа

З0ХМА

400

372

550

12Х2МФБ

400

148

1550

2X13

400

178

1450

X18H10T

500

6,17

1,74

Х14Н14В2М2

400

2,29

21,4

Х15Н26В2М4Б

400

2,24

15,9

Х15Н19ВЗБ

400

3,31

21,9

XH35B3T

500

9,33

0,93

Х20Н72М4В2

300

1,07

330

ХН77ТЮР

400

105

1320

ХН8ТБЮР

400

3,09

11,5