Hoe wordt de verbrossing van vloeibaar metaal gedefinieerd?

Het is een verslechteringsmechanisme dat industriële apparatuur aantast wanneer het werkt in de aanwezigheid van: vloeistoffen die gesmolten metalen kunnen bevatten en wordt gevisualiseerd in de vorm van een scheur die legeringen aantast specifiek.

Citaat (APA)

Candela Rocio Barbisan | aug. 2022
Chemisch ingenieur

Bepaalde legeringen worden aangetast door bepaalde metalen met een laag smeltpunt, zoals zink, kwik, cadmium, lood, koper en tin. Opgemerkt moet worden dat bij zeer lage concentraties van deze metalen die in contact komen met gevoelig materiaal, scheurvorming ontstaat, wat de spleet bevordert. Deze metalen kunnen afkomstig zijn van de werkvloeistof (buiten het materiaal) of van het materiaal zelf, zoals in het geval van lood in een staal loodvrije bewerking. Hier wordt een fundamentele rol gespeeld door temperatuur-, omdat verbrossing optreedt als gevolg van: metaal In vloeistof is niet alleen de concentratie van het metaal belangrijk, maar ook de temperatuur.

Materialen en voorwaarden

De meest aangetaste materialen, gedefinieerd door API 571, zijn koolstofstaal, roestvrij staal en aluminiumlegeringen. NACE-onderzoeken hebben echter een hogere gevoeligheid voor aluminiumlegeringen aangetoond. En als algemene regel kan worden vermeld (hoewel er uitzonderingen zijn) dat de volgende combinaties kritisch kunnen zijn: reeksen 300 roestvrij staal met zink, koperlegeringen met kwik, 400 legeringen met kwik en aluminiumlegeringen met Kwik.

Als we kijken naar de geschiedenis van de olie- en gasactiviteiten in de wereld, zullen we enkele rampen vinden die hierdoor worden veroorzaakt bedreiging. Historisch gezien is het een verslechteringsmechanisme dat cryogene gasfabrieken aanvalt, wanneer vloeibaar kwik condenseert uit het procesgas. In 2004 veroorzaakte een explosie in Algerije de dood van 27 mensen en raakten 74 mensen gewond door het falen van een warmtewisselaar als gevolg van de aanwezigheid van vloeibaar kwik in het gas.

Doorgaans zijn warmtewisselaars van dit type (plaat) ontworpen met aluminiumlegeringen uit de 5083- en 3003-serie, de platen aan de binnenkant (van 3003-legeringen) zijn niet erg gevoelig voor dit schademechanisme, maar in de externe structuur van de wisselaar is de verbrossing

Nou, waar komt kwik vandaan? In gas- en olieproducerende putten kunnen we kwik vinden, we kunnen het ook vinden in de vorm van jij gaat uit of als onderdeel van verschillende organische bestanddelen. Het tripelpunt van kwik is bekend als -39°C, aangezien de temperatuur van extractie van gas boven het tripelpunt is, zal het in vloeibare of gasvormige toestand zijn.

Wat er in deze gevallen gebeurt, is het verwijderen van de beschermende laag die het oppervlak beschermt, aluminiumoxide. Deze laag wordt verwijderd door thermische en mechanische spanning of slijtage. Aluminium en zijn legeringen verliezen taaiheid wanneer ze "nat" worden door bepaalde vloeibare metalen en zijn, onder stress, vatbaar voor brosheid.

Het kenmerk van dit mechanisme is dat er amalgamatie kan optreden, dat wil zeggen de vorming van amalgamen. Wanneer het metaal in contact komt met het oppervlak van de legering (nadat de beschermende laag is verwijderd), worden amalgamen gevormd, bij voorkeur in lassen, waardoor het verlies van uithoudingsvermogen mechanica erin. Aan de andere kant kan in deze amalgamen corrosie optreden. Wanneer zich amalgaam vormt in aanwezigheid van vocht, is er sprake van amalgaamcorrosie, aangezien de Het belangrijkste verschil met amalgamatie is dat het, omdat het water nodig heeft, zich voortplant met lagere concentraties van kwik.

Wanneer samensmelting plaatsvindt aan de korrelgrenzen, gevolgd door a breuk door aangebrachte of restspanningen hebben we te maken met scheurvorming in vloeibaar metaal. In deze gevallen is de aanwezigheid van water niet nodig om het mechanisme te doen ontstaan.

In tegenstelling tot andere mechanismen wordt dit versneld in termen van scheurvoortplanting en de lage spanningen die nodig zijn om het te genereren. en het is bekend dat concentraties van slechts 0,1 µg/Nm3 voldoende kunnen zijn om schade toe te brengen aan aluminiumlegeringen zoals genoemd.