Hvordan defineres flydende metalskørhed?

Det er en forringelsesmekanisme, der påvirker industrielt udstyr, når det fungerer i nærværelse af væsker, der kan indeholde smeltede metaller og visualiseres i form af en revne, der angriber legeringer bestemt.

Citat (APA)

Candela Rocío Barbisan | aug. 2022
Kemisk ingeniør

Visse legeringer påvirkes af visse metaller med lavt smeltepunkt, såsom zink, kviksølv, cadmium, bly, kobber og tin. Det skal bemærkes, at ved meget lave koncentrationer af disse metaller, der kommer i kontakt med modtageligt materiale, opstår der revner, hvilket fremmer sprækken. Disse metaller kan komme enten fra arbejdsvæsken (uden for materialet) eller fra selve materialet, som i tilfældet med bly i en stål blyfri bearbejdning. Her spilles en grundlæggende rolle temperatur, da for skørhed opstår pga metal I væske er ikke kun koncentrationen af ​​metallet vigtig, men også temperaturen.

Materialer og forhold

De mest berørte materialer, defineret af API 571, er kulstofstål, rustfrit stål og aluminiumslegeringer. Imidlertid har NACE-undersøgelser påvist højere modtagelighed i aluminiumslegeringer. Og det kan som hovedregel (selv om der er undtagelser) nævnes, at følgende kombinationer kan være kritiske: serier 300 rustfri stål med zink, kobberlegeringer med kviksølv, 400 legeringer med kviksølv og aluminiumslegeringer med Merkur.

Hvis vi ser på historien om olie- og gasdrift i verden, vil vi finde nogle katastrofer forårsaget af dette trussel. Historisk set er det en forringelsesmekanisme, der angriber kryogene gasanlæg, når flydende kviksølv kondenserer fra procesgassen. I 2004, i Algeriet, forårsagede en eksplosion 27 menneskers død, og 74 mennesker blev såret på grund af svigt af en varmeveksler på grund af tilstedeværelsen af ​​flydende kviksølv i gassen.

Typisk er varmevekslere af denne type (plade) designet med 5083 og 3003 serier aluminiumslegeringer, pladerne indeni (af 3003 legeringer) er ikke særlig modtagelige for denne skadesmekanisme, men i den ydre struktur af veksleren, skørhed

Nå, hvor kommer kviksølv fra? I gas- og olieproducerende brønde kan vi finde kviksølv, vi kan også finde det i form af du går ud eller som en del af forskellige organiske forbindelser. Det tredobbelte punkt for kviksølv er kendt for at være -39°C, da temperaturen på udvinding af gas er over tredobbeltpunktet, vil den være i flydende eller gasformig tilstand.

I disse tilfælde er det, der sker, på grund af fjernelse af det beskyttende lag, der beskytter overfladen, aluminiumoxid. Dette lag fjernes ved termisk og mekanisk belastning eller slid. Aluminium og dets legeringer mister duktilitet, når det er "vådt" af visse flydende metaller og er under stress udsat for skørhed.

Det karakteristiske ved denne mekanisme er, at der kan forekomme sammensmeltning, det vil sige dannelsen af ​​amalgamer. Når metallet kommer i kontakt med overfladen af ​​legeringen (når det beskyttende lag er fjernet), dannes amalgamer fortrinsvis i svejsninger, hvilket medfører tab af udholdenhed mekanik i dem. På den anden side kan der forekomme korrosion i disse amalgamer. Når amalgam dannes i nærvær af fugt, siges der at eksistere amalgamkorrosion, da Den væsentligste forskel ved sammenlægning er, at den, da den kræver vand, formerer sig med lavere koncentrationer af kviksølv.

Når sammenlægning sker ved korngrænserne, efterfulgt af en knoglebrud på grund af påførte eller resterende spændinger, har vi at gøre med flydende metal revner. I disse tilfælde er tilstedeværelsen af ​​vand ikke nødvendig for at give anledning til mekanismen.

I modsætning til andre mekanismer accelereres dette med hensyn til revneudbredelse og de lave spændinger, der er nødvendige for at generere det. og det er kendt, at så lave koncentrationer som 0,1 µg/Nm3 kan være tilstrækkelige til at forårsage skader på aluminiumslegeringer som f.eks. nævnte.