Jak definiuje się kruchość ciekłego metalu?

Jest to mechanizm niszczenia, który wpływa na sprzęt przemysłowy, gdy pracuje w obecności płyny, które mogą zawierać stopione metale i są widoczne w postaci pęknięcia, które atakuje stopy konkretny.

Wycena (APA)

Candela Rocío Barbisan | Sierpnia 2022
Inżynier chemiczny

Na niektóre stopy wpływają niektóre metale o niskiej temperaturze topnienia, takie jak cynk, rtęć, kadm, ołów, miedź i cyna. Należy zauważyć, że przy bardzo niskich stężeniach tych metali wchodzących w kontakt z podatnym materiałem powstaje pękanie sprzyjające powstawaniu szczeliny. Metale te mogą pochodzić z płynu roboczego (poza materiałem) lub z samego materiału, jak w przypadku ołowiu w stal obróbka bezołowiowa. Tutaj podstawową rolę odgrywa temperatura, ponieważ kruchość występuje z powodu metal W cieczy ważne jest nie tylko stężenie metalu, ale także temperatura.

Materiały i warunki

Najbardziej dotknięte materiały, określone przez API 571, to stale węglowe, stale nierdzewne i stopy aluminium. Jednak badania NACE wykryły wyższą podatność w stopach aluminium. I można wspomnieć, co do zasady (choć są wyjątki), że krytyczne mogą być następujące kombinacje: szeregi 300 stali nierdzewnych z cynkiem, stopów miedzi z rtęcią, 400 stopów z rtęcią i stopów aluminium z Rtęć.

Jeśli przyjrzymy się historii eksploatacji ropy i gazu na świecie, znajdziemy kilka katastrof spowodowanych przez to groźba. Historycznie jest to mechanizm niszczenia, który atakuje instalacje do wytwarzania gazu kriogenicznego, gdy ciekła rtęć skrapla się z gazu procesowego. W 2004 roku w Algierii wybuch spowodował śmierć 27 osób, a 74 osoby zostały ranne w wyniku awarii wymiennika ciepła spowodowanej obecnością w gazie ciekłej rtęci.

Zazwyczaj tego typu wymienniki ciepła (płytowe) są zaprojektowane ze stopów aluminium serii 5083 i 3003, płyty wewnątrz (z 3003 stopów) są mało podatne na ten mechanizm uszkodzenia, jednak w konstrukcji zewnętrznej wymiennika kruchość

Skąd pochodzi rtęć? W szybach wydobywających gaz i ropę możemy znaleźć rtęć, możemy ją również znaleźć w postaci ty wyjdź lub w ramach innego związki organiczne. Wiadomo, że punkt potrójny rtęci wynosi -39°C, ponieważ temperatura ekstrakcja gazu jest powyżej punktu potrójnego, będzie w stanie ciekłym lub gazowym.

W takich przypadkach dochodzi do usunięcia warstwy ochronnej, która chroni powierzchnię, tlenku glinu. Warstwa ta jest usuwana przez naprężenia termiczne i mechaniczne lub ścieranie. Aluminium i jego stopy tracą ciągliwość, gdy są „mokre” przez niektóre ciekłe metale i pod wpływem naprężeń są podatne na kruchość.

Cechą tego mechanizmu jest to, że może wystąpić amalgamacja, czyli tworzenie się amalgamatów. Gdy metal wejdzie w kontakt z powierzchnią stopu (po usunięciu warstwy ochronnej), amalgamaty tworzą się najlepiej w spoinach, generując straty wytrzymałość mechanika w nich. Z drugiej strony w tych amalgamatach może wystąpić korozja. Kiedy amalgamat tworzy się w obecności wilgoci, mówi się o korozji amalgamatu, ponieważ Główna różnica w przypadku amalgamacji polega na tym, że ponieważ wymaga wody, rozmnaża się z mniejszymi stężeniami rtęć.

Kiedy amalgamacja występuje na granicach ziaren, po której następuje a pęknięcie z powodu przyłożonych lub szczątkowych naprężeń mamy do czynienia z pękaniem ciekłego metalu. W takich przypadkach obecność wody nie jest konieczna do powstania mechanizmu.

W przeciwieństwie do innych mechanizmów jest to przyspieszone pod względem propagacji pęknięć i niewielkich naprężeń niezbędnych do ich wytworzenia. i wiadomo, że stężenia tak niskie jak 0,1 µg/Nm3 mogą być wystarczające do spowodowania uszkodzenia stopów aluminium, takich jak wspomniany.