Hur definieras flytande metallförsprödning?

Det är en försämringsmekanism som påverkar industriell utrustning när den fungerar i närvaro av vätskor som kan innehålla smälta metaller och visualiseras i form av en spricka som angriper legeringar specifik.

Citat (APA)

Candela Rocío Barbisan | aug. 2022
Kemi ingenjör

Vissa legeringar påverkas av vissa metaller med låg smältpunkt som zink, kvicksilver, kadmium, bly, koppar och tenn. Det bör noteras att vid mycket låga koncentrationer av dessa metaller som kommer i kontakt med känsligt material, uppstår sprickbildning, vilket främjar sprickan. Dessa metaller kan komma antingen från arbetsvätskan (utanför materialet) eller från själva materialet, som i fallet med bly i en stål blyfri bearbetning. Här spelar en grundläggande roll temperatur, eftersom för sprödhet uppstå pga metall I vätska är inte bara koncentrationen av metallen viktig utan även temperaturen.

Material och förutsättningar

De mest påverkade materialen, definierade av API 571, är kolstål, rostfria stål och aluminiumlegeringar. NACE-studier har dock upptäckt högre känslighet hos aluminiumlegeringar. Och det kan nämnas som en allmän regel (även om det finns undantag) att följande kombinationer kan vara kritiska: serier 300 rostfria stål med zink, kopparlegeringar med kvicksilver, 400 legeringar med kvicksilver och aluminiumlegeringar med Merkurius.

Om vi ​​tittar på historien om olje- och gasdrift i världen kommer vi att hitta några katastrofer orsakade av detta hot. Historiskt sett är det en försämringsmekanism som angriper kryogena gasanläggningar, när flytande kvicksilver kondenserar från processgasen. År 2004, i Algeriet, orsakade en explosion 27 människors död och 74 personer skadades på grund av fel på en värmeväxlare på grund av närvaron av flytande kvicksilver i gasen.

Typiskt är värmeväxlare av denna typ (plåt) konstruerade med 5083 och 3003 serier aluminiumlegeringar, plattorna inuti (av 3003-legeringar) är inte särskilt mottagliga för denna skademekanism, men i värmeväxlarens yttre struktur, sprödhet

Tja, var kommer kvicksilver ifrån? I gas- och oljeproducerande brunnar kan vi hitta kvicksilver, vi kan också hitta det i form av du går ut eller som en del av olika organiska föreningar. Trippelpunkten för kvicksilver är känd för att vara -39°C, eftersom temperaturen på extraktion av gas är över trippelpunkten kommer den att vara i flytande eller gasformigt tillstånd.

I dessa fall beror det som händer på borttagandet av det skyddande skiktet som skyddar ytan, aluminiumoxid. Detta skikt avlägsnas genom termisk och mekanisk påkänning eller nötning. Aluminium och dess legeringar förlorar duktilitet när de är "våta" av vissa flytande metaller och är känsliga för sprödhet när de belastas.

Kännetecknande för denna mekanism är att amalgamering kan ske, det vill säga bildandet av amalgamer. När metallen kommer i kontakt med legeringens yta (när skyddsskiktet har tagits bort), bildas amalgam helst i svetsar, vilket skapar förlust av uthållighet mekanik i dem. Å andra sidan kan korrosion uppstå i dessa amalgamer. När amalgam bildas i närvaro av fukt, sägs amalgamkorrosion existera, eftersom Den största skillnaden med sammanslagning är att eftersom den kräver vatten så fortplantar den sig med lägre koncentrationer av kvicksilver.

När sammanslagning sker vid korngränserna, följt av en fraktur på grund av applicerade eller kvarvarande spänningar har vi att göra med flytande metallsprickor. I dessa fall är närvaron av vatten inte nödvändig för att ge upphov till mekanismen.

Till skillnad från andra mekanismer accelereras detta när det gäller sprickutbredning och de låga spänningar som krävs för att generera den. och det är känt att så låga koncentrationer som 0,1 µg/Nm3 kan vara tillräckliga för att orsaka skador på aluminiumlegeringar som t.ex. nämns.