液体金属脆化はどのように定義されていますか?

の存在下で動作する産業機器に影響を与える劣化メカニズムです。 溶融金属を含む可能性があり、合金を攻撃する亀裂の形で視覚化される流体 明確な。

見積もり (APA)

カンデラ ロシオ バルビサン | | 8月 2022
化学エンジニア

特定の合金は、亜鉛、水銀、カドミウム、鉛、銅、スズなどの特定の低融点金属の影響を受けます。 これらの金属が非常に低濃度で影響を受けやすい材料と接触すると、亀裂が発生し、亀裂が促進されることに注意する必要があります。 これらの金属は、作動流体 (材料の外部) または材料自体から発生する可能性があります。 鋼 鉛フリー加工。 ここで基本的な役割は 温度、原因により脆化が発生するため 金属 液体では、金属の濃度だけでなく、温度も重要です。

材料と条件

API 571 で定義されている最も影響を受ける材料は、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金です。 ただし、NACE の研究では、アルミニウム合金の感受性が高いことが検出されています。 また、一般的なルールとして (例外はありますが)、次の組み合わせが重要になる可能性があることに言及することができます。 亜鉛を含む 300 ステンレス鋼、水銀を含む銅合金、水銀を含む 400 合金、および水銀を含むアルミニウム合金 水星。

世界の石油とガスの操業の歴史を見れば、これが原因でいくつかの災害が起きていることがわかります。 脅威. 歴史的に、プロセスガスから液体水銀が凝縮すると、極低温ガスプラントを攻撃するのは劣化メカニズムです。 2004 年、アルジェリアでは、ガス中の液体水銀の存在による熱交換器の故障により、爆発により 27 人が死亡し、74 人が負傷しました。

通常、このタイプ (プレート) の熱交換器は、5083 および 3003 シリーズのアルミニウム合金で設計されており、内部のプレート (の 3003 合金) は、この損傷メカニズムの影響をあまり受けませんが、熱交換器の外部構造では、 脆化

では、水銀はどこから来るのでしょうか。 ガスや石油を生産する井戸では、水銀を見つけることができます。 外出します または別の一部として 有機化合物. 水銀の三重点は-39℃であることが知られています。 抽出 ガスの三重点を超えると、液体または気体の状態になります。

これらの場合、何が起こるかは、表面を保護する保護層である酸化アルミニウムの除去によるものです。 この層は、熱的および機械的ストレスまたは摩耗によって除去されます。 アルミニウムとその合金は、特定の液体金属に「濡れる」と延性を失い、応力を受けると脆化する可能性があります。

このメカニズムの特徴は、アマルガム化、つまりアマルガムの形成が可能なことです。 金属が合金の表面と接触すると (保護層が除去された後)、アマルガムができれば溶接部で形成され、損失が発生します。 耐久 それらのメカニズム。 一方、これらのアマルガムでは腐食が発生する可能性があります。 水分の存在下でアマルガムが形成されると、アマルガム腐食が存在すると言われています。 融合との主な違いは、水を必要とするため、より低い濃度の水で増殖することです。 水星。

結晶粒界で融合が起こると、 骨折 加えられた応力または残留応力による、液体金属の割れを扱っています。 これらの場合、メカニズムを引き起こすために水の存在は必要ありません。

他のメカニズムとは異なり、これは亀裂の伝播とそれを生成するために必要な低応力の点で加速されます。 また、0.1 µg/Nm3 という低い濃度でも、アルミニウム合金に損傷を与えるのに十分であることが知られています 言及された。