Ako je definovaná krehkosť tekutých kovov?

Je to mechanizmus zhoršovania, ktorý ovplyvňuje priemyselné zariadenie, keď funguje v prítomnosti kvapaliny, ktoré môžu obsahovať roztavené kovy a je vizualizovaný vo forme praskliny, ktorá napáda zliatiny špecifické.

Cenová ponuka (APA)

Candela Rocío Barbisan | Aug. 2022
Chemický inžinier

Určité zliatiny sú ovplyvnené určitými kovmi s nízkou teplotou topenia, ako je zinok, ortuť, kadmium, olovo, meď a cín. Treba poznamenať, že pri veľmi nízkych koncentráciách týchto kovov, ktoré prichádzajú do kontaktu s citlivým materiálom, dochádza k praskaniu, ktoré podporuje prasklinu. Tieto kovy môžu pochádzať buď z pracovnej tekutiny (mimo materiálu) alebo zo samotného materiálu, ako v prípade olova v oceľ bezolovnaté obrábanie. Tu zohráva zásadnú úlohu teplota, keďže pre krehnutie dochádza v dôsledku kov V kvapaline je dôležitá nielen koncentrácia kovu, ale aj teplota.

Materiály a podmienky

Najviac postihnutými materiálmi, ktoré definuje API 571, sú uhlíkové ocele, nehrdzavejúce ocele a zliatiny hliníka. Štúdie NACE však zistili vyššiu citlivosť v hliníkových zliatinách. A možno spomenúť, ako všeobecné pravidlo (hoci existujú výnimky), že kritické môžu byť nasledujúce kombinácie: séria 300 nehrdzavejúcej ocele so zinkom, zliatiny medi s ortuťou, 400 zliatin s ortuťou a zliatiny hliníka s Merkúr.

Ak sa pozrieme na históriu ťažby ropy a zemného plynu vo svete, nájdeme niekoľko katastrof spôsobených týmto hrozba. Historicky ide o mechanizmus zhoršovania, ktorý napáda zariadenia na kryogénny plyn, keď kvapalná ortuť kondenzuje z procesného plynu. V roku 2004 v Alžírsku výbuch spôsobil smrť 27 ľudí a 74 ľudí bolo zranených v dôsledku zlyhania výmenníka tepla v dôsledku prítomnosti kvapalnej ortuti v jeho plyne.

Typicky sú výmenníky tepla tohto typu (doskové) navrhnuté z hliníkových zliatin série 5083 a 3003, pričom dosky vo vnútri (z zliatiny 3003) nie sú veľmi náchylné na tento mechanizmus poškodenia, avšak vo vonkajšej štruktúre výmenníka skrehnutosť

No a odkiaľ pochádza ortuť? Vo vrtoch na produkciu plynu a ropy nájdeme ortuť, môžeme ju nájsť aj vo forme Choď von alebo ako súčasť rôznych Organické zlúčeniny. Trojitý bod ortuti je známy ako -39°C, pretože teplota o extrakcia plynu nad trojným bodom, bude v kvapalnom alebo plynnom stave.

V týchto prípadoch sa to, čo sa deje, je spôsobené odstránením ochrannej vrstvy, ktorá chráni povrch, oxidu hlinitého. Táto vrstva sa odstraňuje tepelným a mechanickým namáhaním alebo obrusovaním. Hliník a jeho zliatiny strácajú ťažnosť, keď sú "mokré" niektorými tekutými kovmi a sú náchylné na skrehnutie.

Charakteristickým znakom tohto mechanizmu je, že môže dôjsť k amalgamácii, teda k tvorbe amalgámov. Keď sa kov dostane do kontaktu s povrchom zliatiny (po odstránení ochrannej vrstvy), amalgámy sa vytvoria prednostne vo zvaroch, čím dôjde k strate výdrž mechanika v nich. Na druhej strane v týchto amalgámoch môže dochádzať ku korózii. Keď sa amalgám tvorí v prítomnosti vlhkosti, hovorí sa, že existuje korózia amalgámu, pretože Hlavný rozdiel oproti amalgamácii je v tom, že keďže vyžaduje vodu, šíri sa s nižšími koncentráciami ortuť.

Keď dôjde k amalgamácii na hraniciach zŕn, nasleduje a zlomenina v dôsledku aplikovaných alebo zvyškových napätí sa zaoberáme praskaním tekutých kovov. V týchto prípadoch nie je potrebná prítomnosť vody na vznik mechanizmu.

Na rozdiel od iných mechanizmov je to zrýchlené z hľadiska šírenia trhliny a nízkeho napätia potrebného na jej vytvorenie. a je známe, že koncentrácie už od 0,1 µg/Nm3 môžu byť dostatočné na to, aby spôsobili poškodenie hliníkových zliatin, ako napr. spomínané.