دانلود مقاله تاثیر مقدار هیدروژن نفوذ پذیر و ریزساختار بر حساسیت به خوردگی ترک القایی هیدروژنی در فولاد خط لوله ۷

word قابل ویرایش
11 صفحه
5700 تومان

چکیده

در این پژوهش تاثیر مقدار هیدروژن نفوذ پذیر و ریزساختار بر حساسـیت بـه خـوردگی هیـدروژنی القـا شـده ( Hydrogen Induced (Cracking در فولاد خط لوله X70 حاوی مقادیر عناصر میکرو آلیاژ و با اندازه دانه های مختلف در محیط حاوی H2S مورد مطالعه قرار گرفت. از عملیات های حرارتی نرماله کردن در دما و زمانهای مختلف برای تغییر در ریزسـاختار اسـتفاده گردیـد. روی نمونـه هـا تسـت خوردگی HIC انجام شد و میزان هیدروژن نفوذپذیر نیز مورد سنجش قرار گرفت. تحلیل نمونه های تست HIC نشـان داد کـه در نمونـه های مرجع، نمونه ۱ و نمونه ۳ ترک ایجاد شد. مقدار هیدروژن نفوذ پذیر برای نمونه ۱، ۳/۲ و برای نمونه ۳، در حـدود ۴/۸ و در نمونـه مرجع، ۳/۶ ppm بدست آمد. در نمونه های ترک دار شده میزان نفوذ هیدروژن به نسبت بیشتر بود که می تواند ناشی از ریزسـاختار آن و اندازه دانه کوچکتر در آنها باشد. ریز ساختار دانه ریز باعث به دام افتادن بیشتر هیدروژن می گردد که باعث می شود فولاد بیشتر نسبت به خوردگی HIC حساس شود. بطور کلی، بینیت کمتر می تواند استحکام بالاتر از فریت سوزنی داشته باشد و نشان می دهد که می تواند حساسیت کمتر در برابر شکنندگی هیدروژنی در مقایسه با مارتنزیت کوئنچ و تمپر داشته باشد.

واژه های کلیدی: ترک خوردگی هیدروژنی- هیدروژن نفوذ پذیر- فولاد خط لوله.

-۱ اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، دانشکده مهندسی،گروه مهندسی مواد rezarad31@gmail.com -2 آبادان، دانشگاه صنعت نفت آبادان drfarzam@gmail.com

-۳ اهواز، دانشگاه شهید چمران، دانشکده مهندسی b.lotfi@yahoo.com

HS- → H+ + S2-
(3)
2H+ + 2e- → ۲H(atomic hydrogen) → H2 (g)

-۱مقدمه

فولاد های خط لوله برای انتقال گاز طبیعی استفاده می شوند و زیر زمین دفن می شوند و بیشتر شرایط محیطی سـخت و تحت فشار بالای گاز مورد استفاده قرار می گیرند. هیدروژن را از خوردگی های موضعی و حفاظـت کاتـدی جـذب مـی کن نـد. واکنش تولید هیدروژن یک واکنش کاتدی است. واکنش های کاتدی الکترون مصرف می کنند. وقتی کـه هیـدروژن بـه مقـدار کافی در فولاد تغلیظ شود، چقرمگی و استحکام فولاد کاهش می یابد، اما اثر سختی افزایش مـی یابـد. .[۱] بهبـود در خـواص مکانیکی، به عوامل زیادی بستگی دارد، که بعضی از آنها عبارتند از : ریز شدن دانه های فریت با تشکیل ساختار زیـر هیـدروژن در شبکه فولادهای خط لوله وارد می شود و باعث ترک تنشی القا شده می شود. بنابراین کنترل ترک تنشی القـایی هیـدروژنی در نگهداری بی نقص ساختار لوله های نفت و گاز زیر سطح ریسک قابل پذیرش خیلی مهم است. بنابراین باید توجـه ویـژه ای برای پرداختن به نقش هیدروژن یا تردی هیدروژنی در ایمنی و قابلیت اطمینان خط لوله نشان داد.

دویا چند میکرومکانیزم برای تردی هیدروژنی در فلزات مطرح شده است. یکی، مدل افـزایش شـکل پـذیری محلـی هیـدروژن HELP است که در سال ۱۹۹۰ معرفی شده بود و بعدها مورد توجه قرار گرفت. HELP ، مشخصه هیـدروژن اتمـی اسـت، کـه افزایش تحرک پذیری نابجایی ها، از طریق اثر محافظ الاستیکی را بیان می کند و باعث می شـود بـه طـور موضـعی اسـتحکام برشی کاهش یابد. در فرایند شکست HELP، ترک خوردگی توسط بهم آمیختگی میکـرو حفـره هـا در بـین صـفحات لغزشـی کریستالوگرافی ترجیح داده شده، است و بطور زیادی فرایند شکست پلاستیکی موضعی بیشتر از شکسـت تـرد اسـت. مکـانیزم دیگر، افزایش درهم آمیختگی القا شده هیدروژن HEDE است. که در سال ۱۹۶۰ معرفی شد.HEDE ، به فرضیه پیونـد اتمـی در جلوی نوک ترک می پردازد. این فرضیه می گوید، نوک ترک توسط انبساط شبکه اتمـی در طـی وجـود هیـدروژن محلـول جامد ضعیف می شود و انرژی شکست کاسته می شود. این شکست ناپیوسته در فاصله ای رو به جلـو نـوک تـرک، جـایی کـه حداکثر تنش هیدرواستاتیکی وجود دارد، شروع می شود. سطح شکست با ناپیوستگی در صفحه رخ برگـی (۱۰۰) در سیسـتم شبکه bcc مشخص می شود. در محور بارگذاری عمودی، وقتی که هیدروژن به شبکه فولادهای خط لوله وارد می شود، نمودار ارزیابی شکست، در بارگذاری شکست خط لوله، در سمتی که هیدروژن کاهش پیدا می کند، تغییر جهت پیدا می کند.[۲۰]

و یکی از مشکلات عمده برای فولادهای خط لوله ای است، که در محیط اسـیدی بکـار بـرده مـی شـوندHIC .[5-4] توسـط فرایند سولفید خوردگی بر روی سطح فولاد در حضور سولفید هیدروژن در محلول تعریف می شود. رایـج تـرین واکـنش هـای خوردگی فولاد، در معرض گاز ترش عبارتند از :

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 11 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد