Cum este definită fragilizarea metalelor lichide?

Este un mecanism de deteriorare care afectează echipamentele industriale atunci când funcționează în prezența fluide care pot contine metale topite si este vizualizata sub forma unei fisuri care ataca aliajele specific.

Citat (APA)

Candela Rocío Barbisan | aug. 2022
Inginer chimist

Anumite aliaje sunt afectate de anumite metale cu punct de topire scăzut, cum ar fi zincul, mercurul, cadmiul, plumbul, cuprul și staniul. De remarcat că, la concentrații foarte mici ale acestor metale care vin în contact cu materialul susceptibil, se generează fisurare, favorizând fisura. Aceste metale pot proveni fie din fluidul de lucru (din exteriorul materialului), fie din materialul în sine, ca în cazul plumbului într-un oţel prelucrare fără plumb. Aici un rol fundamental îl joacă temperatura, deoarece pentru fragilizarea să apară din cauza metal În lichid, nu numai concentrația metalului este importantă, ci și temperatura.

Materiale și condiții

Cele mai afectate materiale, definite de API 571, sunt oțelurile carbon, oțelurile inoxidabile și aliajele de aluminiu. Cu toate acestea, studiile NACE au detectat o susceptibilitate mai mare în aliajele de aluminiu. Și se poate menționa, ca regulă generală (deși există excepții) că pot fi critice următoarele combinații: serie 300 de oțeluri inoxidabile cu zinc, aliaje de cupru cu mercur, 400 aliaje cu mercur și aliaje de aluminiu cu Mercur.

Dacă ne uităm la istoria operațiunilor de petrol și gaze din lume, vom găsi câteva dezastre cauzate de aceasta amenințare. Din punct de vedere istoric, este un mecanism de deteriorare care atacă instalațiile de gaz criogenic, atunci când mercurul lichid se condensează din gazul de proces. În 2004, în Algeria, o explozie a provocat moartea a 27 de persoane și 74 de persoane au fost rănite din cauza defecțiunii unui schimbător de căldură din cauza prezenței de mercur lichid în gazul său.

În mod obișnuit, schimbătoarele de căldură de acest tip (plăci) sunt proiectate cu aliaje de aluminiu din seriile 5083 și 3003, plăcile din interior (de aliaje 3003) nu sunt foarte sensibile la acest mecanism de deteriorare, cu toate acestea, în structura exterioară a schimbătorului, fragilizare

Ei bine, de unde vine mercurul? În puțurile producătoare de gaz și petrol putem găsi mercur, îl putem găsi și sub formă de ieși afară sau ca parte a diferitelor compusi organici. Se știe că punctul triplu al mercurului este de -39°C, deoarece temperatura de extracţie de gaz este deasupra punctului triplu, acesta va fi în stare lichidă sau gazoasă.

In aceste cazuri, ceea ce se intampla se datoreaza indepartarii stratului protector care protejeaza suprafata, oxid de aluminiu. Acest strat este îndepărtat prin stres termic și mecanic sau abraziune. Aluminiul și aliajele sale își pierd din ductilitate atunci când sunt „umede” de anumite metale lichide și, fiind solicitate, sunt susceptibile de fragilizare.

Caracteristica acestui mecanism este că se poate produce amalgamarea, adică formarea de amalgame. Când metalul vine în contact cu suprafața aliajului (odată ce stratul protector a fost îndepărtat), se formează amalgame de preferință în suduri, generând pierderea de rezistenta mecanică în ele. Pe de altă parte, coroziunea poate apărea în aceste amalgame. Când amalgamul se formează în prezența umidității, se spune că există coroziune a amalgamului, deoarece Principala diferență cu amalgamarea este că, deoarece necesită apă, se propagă cu concentrații mai mici de Mercur.

Când amalgamarea are loc la granițele de cereale, urmată de a fractură din cauza tensiunilor aplicate sau reziduale avem de-a face cu fisurarea metalelor lichide. În aceste cazuri, prezența apei nu este necesară pentru a da naștere mecanismului.

Spre deosebire de alte mecanisme, aceasta este accelerată în ceea ce privește propagarea fisurilor și solicitările scăzute necesare pentru a o genera. și se știe că concentrații de până la 0,1 µg/Nm3 pot fi suficiente pentru a provoca deteriorarea aliajelor de aluminiu, cum ar fi menționat.