Проблеми руйнування металів у сірководневих середовищах

Abstract

Розглянуто основні види руйнувань сталей у сірководневих середовищах та методи їх досліджень. Аналіз публікацій про сірководневе корозійне розтріскування низьколегованих конструкційних сталей показав, що для забезпечення високого опору руйнуванню необхідно зменшити кількість сірки в них до 0,002…0,005%. Позитивним є також легування сталей рідкісноземельними металами, внаслідок чого неметалічні включення набувають глобулярної форми і які зв’язують сірку в термодинамічно стійкі сульфіди. Зауважено, що серед нержавних сталей найтривкіші до сірководневого розтріскування феритно-аустенітні та хромонікельмолібденові аустенітні. Встановлено, що за асиметричних циклічних напружень висока опірність сталей СКНР не гарантує їх високої корозійної витривалості, при цьому вплив амплітуди напружень більший, ніж їх середнього значення. Окреслено напрямки подальших досліджень впливу сірководнево-хлоридних середовищ на роботоздатність металів.

Рассмотрены основные виды разрушений сталей в сероводородных средах и методы их исследования. Анализ публикаций по сероводородному коррозионному растрескиванию низколегированных конструкционных сталей показал, что для обеспечения высокого сопротивления разрушению необходимо уменьшать количество серы в них до 0,002…0,005%. Положительное влияние наблюдается также при легировании сталей редкоземельными металлами, которые переводят неметаллические включения в глобулярную форму и связывают серу в термодинамически стойкие сульфиды. Отмечено, что среди нержавеющих сталей наиболее стойки к сероводородному растрескиванию феритноаустенитные и хромоникельмолибденовые аустенитные. Выявлено, что при ассиметричных циклических напряжениях високое сопротивление сталей СКНР не гарантирует их высокой коррозионной выносливости, при этом влияние амплитуды напряжений ощутимее, нежели их среднего значения. Очерчены направления дальнейших исследований влияния сероводородно-хлоридных сред на работоспособность металлов.

The basic forms of the steels fracture in hydrogen sulfide media and the methods of their study are examined. The analysis of publications on the hydrogen sulfide corrosion cracking of low-alloy structural steels showed that for providing the high resistance to fracture it is necessary to decrease a quantity of sulfur in them to 0.002… 0.005%. A positive effect is observed also during the introduction of the rare-earth metals into steel, which transfer nonmetallic inclusions in the globular form and bind sulfur in thermodynamical-resistant sulfides. It is noted, that among the stainless steels the most resistant to hydrogen sulfide cracking are feritic- austenitic and chrome-nickel-molybdenum austenitic steels. It has been shown that under asymmetric cyclic stresses a high resistance of steels to sulfide stress cоrrosion cracking does not guarantee their high corrosive endurance, in this case the influence of stress amplitude is greater, than the stress mean value. The directions of further studies of the effect of hydrogen sulfide-chloride media on the working ability of metals are described.