Vysokoteplotní útok vodíku - High temperature hydrogen attack - Wikipedia

Vysokoteplotní útok vodíku (HTHA), také zvaný útok horkým vodíkem nebo metanová reakce, je problém, který se týká ocelí pracujících při zvýšených teplotách (obvykle nad 400 ° C) v atmosférách bohatých na vodík: v rafinériích, petrochemických a jiných chemických zařízeních a případně ve vysokotlakých parních kotlích. Nesmí být zaměňována s vodíková křehkost.[1]

Pokud je ocel vystavena velmi horkému vodíku, vysoká teplota umožňuje molekulám vodíku disociovat a difundovat do slitina jako jednotlivec difuzní atomy. Existují dvě fáze poškození:

  1. Nejprve rozpuštěný uhlík v oceli reaguje s povrchovým vodíkem a uniká do plynu jako metan. To vede k povrchovému oduhličení a ztrátě pevnosti povrchu. Zpočátku poškození není vidět.
  2. Za druhé, snížení koncentrace rozpuštěného uhlíku vytváří hnací sílu, která rozpouští karbidy v oceli. To vede ke ztrátě pevnosti hlouběji v oceli a je to vážnější. Zároveň některé atomy vodíku difundují do oceli a kombinují se s uhlík tvořit malé kapsy metan na vnitřních površích, jako jsou hranice zrn a defekty. Tento metanový plyn nemůže difundovat z kovu a shromažďuje se v dutinách pod vysokým tlakem a iniciuje praskliny v oceli. Tento selektivní loužení uhlíku je vážnější ztráta pevnosti a tažnosti.[2][3]

HTHA lze řídit použitím jiné ocelové slitiny, kde jsou karbidy s jinými legujícími prvky, jako je chrom a molybden, stabilnější než karbidy železa.[4] Vrstvy povrchových oxidů jsou neúčinné jako ochrana, protože jsou okamžitě redukovány vodíkovou vodní parou.

Poškození ocelové součásti v pozdější fázi lze zjistit pomocí ultrazvukového vyšetření, které detekuje velké defekty způsobené tlakem metanu.[5][4] Tyto velké závady v namáhané součásti jsou obvykle příčinou poruchy v provozu: což je obvykle katastrofické, protože horký hořlavý plynný vodík rychle uniká.

Reference

  1. ^ TWI - Svařovací institut. „CO JE VYSOKOTEPLOTNÍ ÚTOK VODÍKU (HTHA) / HORKÝ VODÍKOVÝ ÚTOK?“. TWI - Svařovací institut. Citováno 16. prosince 2020.
  2. ^ „Vyšetřování americké rady pro chemickou bezpečnost (CSB) týkající se průmyslové havárie Tesoro Refinery“. TWI - Svařovací institut. TWI - Svařovací institut. Citováno 18. prosince 2020.
  3. ^ „Vysokoteplotní útok vodíkem“. Science Direct. Citováno 18. prosince 2020.
  4. ^ A b Roy, Anup. „VYSOKOTEPLOTNÍ ÚTOK VODÍKU (HTHA) / HORKÝ VODÍKOVÝ ÚTOK“. Švýcarský re.
  5. ^ „VYSOKÁ TEPLOTA ÚTOKU VODÍKU (HTHA)“. Sonatest. Citováno 18. prosince 2020.