Критерии выбора клапанов управления гидрогенизацией при высоком давлении

Водород обладает такими свойствами, как восстановительная способность, взрывоопасность и горючесть. При высоких температурах молекулы водорода разлагаются на атомы; они могут легко проникать в сталь и распространяться внутри нее. В этих условиях диффузия водорода в стали происходит очень быстро. Водород может реагировать с углеродом, находящимся в стали, что приводит к декарбонизации поверхности и внутренних слоев стали, а также к появлению микротрещин. Влияние водорода на металлические материалы (1) Пузыри водорода. Определение: атомы водорода проникают внутрь металла (в основном через стенки изделия), где на другой стороне соединяются в молекулы водорода и выходят наружу. Если атомы водорода проникают в поры стали и там объединяются в молекулы водорода, то поскольку молекулы водорода не способны к диффузии, они накапливаются, что приводит к возникновению высокого внутреннего давления. Это вызывает выпуклости на поверхности стали, а иногда и её разрушение; это явление называется гидрогенными выпуклостями. Сталь с низкой прочностью, особенно та, которая содержит большое количество неметаллических включений, наиболее склонна к образованию гидрогенных пузырей. Условия коррозии, приводящие к образованию водородных пузырей: в среде обычно присутствуют токсины вроде сероводорода, соединений мышьяка, цианидов или ионов фосфора; эти вещества препятствуют процессу выделения водорода. 　 Меры предосторожности: устранение токсичных веществ в условиях эксплуатации ； Если устранить это невозможно, следует использовать сталь с низким содержанием вакансий ； Можно также использовать аустенитную нержавеющую сталь с низкой проницаемостью для водорода ； Или можно использовать никелевую облицовку, пластиковый защитный слой, стеклопластиковую облицовку и т. д ； Иногда добавляют ингибиторы коррозии. (2) Водородная крехкость. Определение: водородная крехкость — это явление, при котором водород, находящийся в стали, объединяется в молекулы водорода, что приводит к концентрации напряжений. Это превышает предел прочности стали, в результате чего кристаллическая решетка металла сильно деформируется и внутри стали образуются мелкие трещины, также называемые белыми точками. Водородную хрупкость можно только предотвратить, но не вылечить. Как только возникает водородная коррозия, её невозможно устранить. Меры по предотвращению и устранению: 1. Использовать материалы, нечувствительные к водородному коррозионному разрушению, например, сплавы стали с содержанием Ni и Mo. 2. Снижение количества впитывающегося в металл водорода. При использовании процедуры кислотной обработки необходимо добавлять ингибиторы в раствор кислоты ； При удалении масла используется химическое удаление масла, моющие средства или растворители ； При электропокрытии количество впитываемого водорода в щелочной покрытийной среде или в среде с высоким током невелико. 3. Использование покрытий с низкой способностью к диффузии водорода и низкой растворимостью водорода. Считается, что при электролитическом покрытии стали Zn, Cd, Sn, Pb водород, проникающий в сталь, склонен оставаться в ней. В то же время металлические покрытия из Cu, Mo, Al, Ag, Au, W обладают низкой способностью к диффузии водорода и низкой растворимостью водорода, поэтому количество проникающего водорода минимально. 4. Устранение напряжений перед покрытием и дегидрификация после покрытия для предотвращения риска хрупкости из-за водорода и т. д. (3) Коррозия под действием водорода: определение — в условиях высокой температуры и давления водород проникает в металл, вступает в химическую реакцию с каким-либо его компонентом или элементом, что приводит к разрушению металла; это явление называется коррозией под действием водорода. Меры предосторожности: использовать сталь, устойчивую к водороду. Можно использовать 16MnR (HIC), 15CrMoR (эквивалентен 1Cr-0,5Mo), 14Cr1MoR (эквивалентен 1,25Cr-0,5Mo), 2Cr-0,5Mo, 2,25Cr-1Mo, 2,25Cr-1Mo-0,25V, 3Cr-1Mo-0,25V и т. д. Cr и Mo в стали, устойчивой к водороду, способны образовывать стабильные карбиды, тем самым сокращая возможности соединения водорода с углеродом и предотвращая образование метана. На самом деле, с теоретической точки зрения коррозия водородом делится на три вышеупомянутых типа, однако на практике все три вида коррозии происходят почти одновременно. Поэтому при работе оборудования в условиях коррозии, вызванной водородом (в средах, наличие водорода), материалы для его изготовления обычно выбираются с учетом кривой Нельсона, и этому следует уделять особое внимание. Распространенными материалами, устойчивыми к воздействию водорода, являются аустенитная нержавеющая сталь, аустенитные сплавы с осадочным укреплением, низколегированная сталь, алюминиевые и медные сплавы. Согласно положениям **«Нормы проектирования водородных систем» GB50177-2005** относительно используемых в водородных трубопроводах клапанов: предпочтение следует отдавать шаровым и запорным клапанам. :Время: Расчетное давление (МПа). Материал: <0,1 – корпус клапана из чугуна с графитными включениями или литой стали; уплотнительные поверхности из сплавной стали или стали, идентичной материалу корпуса. 0,1–2,5 – шток клапана из углеродистой стали; корпус клапана из литой стали; уплотнительные поверхности из сплавной стали или стали, идентичной материалу корпуса. >2,5 – корпус клапана, шток и уплотнительные поверхности из нержавеющей стали. В условиях высоких температур и давлений для трубопроводов и клапанов наиболее часто используется аустенитная нержавеющая сталь и другие низкоуглеродистые нержавеющие стали, а также низкосплавные стали (стали на основе молибдена, Cr-Mo-стали). Кроме того, с экономической и факторов напряжений точек зрения, низкоуглеродистая нержавеющая сталь слишком дорога и склонна к появлению трещин под действием напряжений; поэтому в качестве материала предпочтение отдается низколегированной стали (например, в нефтеперерабатывающих, нефтехимических и заводах по производству аммиака).

Великие мастера приборов для водородной обработки, пожалуйста, выскажите свои мудрые мысли