Wie wird Flüssigmetallversprödung definiert?

Es handelt sich um einen Verschlechterungsmechanismus, der sich auf Industrieanlagen auswirkt, wenn sie in Gegenwart von arbeiten Flüssigkeiten, die geschmolzene Metalle enthalten können, und wird in Form eines Risses sichtbar gemacht, der Legierungen angreift Spezifisch.

Zitat (APA)

Candela Rocio Barbisan | Aug. 2022
Chemieingenieur

Bestimmte Legierungen werden durch bestimmte Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zink, Quecksilber, Cadmium, Blei, Kupfer und Zinn beeinträchtigt. Es ist zu beachten, dass bei sehr geringen Konzentrationen dieser Metalle, die mit empfindlichem Material in Kontakt kommen, Risse entstehen, die die Rissbildung fördern. Diese Metalle können entweder aus der Arbeitsflüssigkeit (außerhalb des Materials) oder aus dem Material selbst stammen, wie im Fall von Blei in a Stahl bleifreie Bearbeitung. Hier spielt eine grundlegende Rolle Temperatur, da wegen Versprödung auftreten Metall Bei Flüssigkeiten ist nicht nur die Konzentration des Metalls wichtig, sondern auch die Temperatur.

Materialien und Bedingungen

Die am stärksten betroffenen Materialien, definiert durch API 571, sind Kohlenstoffstähle, rostfreie Stähle und Aluminiumlegierungen. NACE-Studien haben jedoch eine höhere Anfälligkeit in Aluminiumlegierungen festgestellt. Und es kann als allgemeine Regel (obwohl es Ausnahmen gibt) erwähnt werden, dass die folgenden Kombinationen kritisch sein können: Serie 300 Edelstähle mit Zink, Kupferlegierungen mit Quecksilber, 400 Legierungen mit Quecksilber und Aluminiumlegierungen mit Quecksilber.

Wenn wir uns die Geschichte des Öl- und Gasbetriebs in der Welt ansehen, werden wir einige Katastrophen finden, die dadurch verursacht wurden Drohung. Historisch gesehen ist es ein Verschlechterungsmechanismus, der kryogene Gasanlagen angreift, wenn flüssiges Quecksilber aus dem Prozessgas kondensiert. Im Jahr 2004 forderte eine Explosion in Algerien den Tod von 27 Menschen und 74 Menschen wurden verletzt, weil ein Wärmetauscher aufgrund des Vorhandenseins von flüssigem Quecksilber in seinem Gas ausfiel.

Typischerweise werden Wärmetauscher dieses Typs (Platte) mit Aluminiumlegierungen der Serien 5083 und 3003 konstruiert, wobei die Platten im Inneren (von 3003-Legierungen) sind für diesen Schadensmechanismus jedoch nicht sehr anfällig in der äußeren Struktur des Austauschers, der Versprödung

Nun, wo kommt Quecksilber her? In gas- und ölproduzierenden Bohrlöchern können wir Quecksilber finden, wir können es auch in Form von finden du gehst raus oder als Teil von verschiedenen organische Verbindungen. Der Tripelpunkt von Quecksilber liegt bekanntlich bei -39°C, da die Temperatur von Extraktion von Gas über dem Tripelpunkt liegt, befindet es sich im flüssigen oder gasförmigen Zustand.

Was in diesen Fällen passiert, liegt an der Entfernung der Schutzschicht, die die Oberfläche schützt, Aluminiumoxid. Diese Schicht wird durch thermische und mechanische Belastung oder Abrieb entfernt. Aluminium und seine Legierungen verlieren ihre Duktilität, wenn sie von bestimmten flüssigen Metallen "benetzt" werden, und sind bei Belastung anfällig für Versprödung.

Charakteristisch für diesen Mechanismus ist, dass es zur Amalgamierung kommen kann, also zur Bildung von Amalgamen. Wenn das Metall mit der Oberfläche der Legierung in Kontakt kommt (nachdem die Schutzschicht entfernt wurde), bilden sich vorzugsweise in Schweißnähten Amalgame, die den Verlust von Ausdauer Mechanik in ihnen. Andererseits kann es bei diesen Amalgamen zu Korrosion kommen. Bildet sich Amalgam in Gegenwart von Feuchtigkeit, spricht man von Amalgamkorrosion, da die Der Hauptunterschied zur Verschmelzung besteht darin, dass sie sich, da sie Wasser benötigt, mit geringeren Konzentrationen ausbreitet Merkur.

Wenn eine Verschmelzung an den Korngrenzen auftritt, gefolgt von a Fraktur Aufgrund von aufgebrachten oder Eigenspannungen handelt es sich um Flüssigmetallrisse. In diesen Fällen ist die Anwesenheit von Wasser nicht erforderlich, um den Mechanismus hervorzurufen.

Im Gegensatz zu anderen Mechanismen wird dies in Bezug auf die Rissausbreitung und die zu ihrer Erzeugung erforderlichen geringen Spannungen beschleunigt. und es ist bekannt, dass Konzentrationen von nur 0,1 µg/Nm3 ausreichen können, um Aluminiumlegierungen wie z genannt.