氢气气泡指的是一种金属的物理描述与亚表面腔,是由积累的氢气。从物理上看,这些空洞表现为地下“气泡”或“水泡”。
水疱的形成是氢原子在金属中扩散并在空隙中积聚的结果。氢原子在空洞内相互结合,形成氢气(H2).氢气的积聚会增加金属表面下的压力,形成水泡。
这种形式的氢损伤通常发生在低强度金属中,并且不能逆转。此外,氢起泡会永久性地降低金属的机械强度,甚至在轻负荷下也可能导致失效(即破裂)。
导致氢起泡的因素
氢起泡的主要来源取决于以下条件:
材料类型。低强度金属是最常见的易发生氢起泡的材料类型。氢能够在含有内含物(即杂质)的物质中聚集。
化学环境。在石油工业中,接触原油中的杂质和腐蚀性元素是不可避免的。原油中最常见的腐蚀性物质包括二氧化碳、氯化物、硫和硫酸盐还原细菌。氢是许多腐蚀反应的副产物。
热环境。如果不加以控制,高温操作和焊接修复也是容易造成氢损伤的环境。
的预防措施
可以通过以下方法缓解氢起泡:
- 使用耐化学腐蚀的金属,如含镍钢或奥氏体不锈钢,而不是铁素体或马氏体钢。
- 控制钢加工过程中可能出现的夹杂物(杂质)。
- 使用耐氢渗透且与母金属不反应的涂层。
- 使用抑制剂,降低氢引起的腐蚀速率。
- 在必要时改进设备设计(例如,消除对焊接接头的需求)。
- 在加工和焊接后进行适当的热处理,以使氢从金属表面扩散出去。
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