Высокотемпературная водородная коррозия: последствия

Действие водорода на сталь при повышенных температурах и давлениях связано с разрушением (диссоциацией) карбидной составляющей и необратимым потерям первоначальных свойств стали. В результате обезуглероживания сталей по реакции Fe3C+2H2=3Fe+CH4 происходит скопление продуктов реакции (метана) в дефектах кристаллической решетки металла. Размер молекулы метана достаточно большой и такая молекула не может диффундировать внутри металла. В результате накопления продуктов реакции возникают высокие давления газа, главным образом по границам зерен, приводящие к разупрочнению и растрескиванию границ зерен металла. Процесс обезуглероживания стали, сопровождаемый межкристаллитным растрескиванием, в результате которого резко снижаются прочностные и особенно пластичные свойства стали, называется водородной коррозией.

В результате водородной коррозии поверхность стали теряет характерный металлический блеск и становится матовой. Скопление метана под давлением в приповерхностном слое металла может приводить к образованию вздутий (пузырьков), отчетливо наблюдаемых на поверхности стали.

Обезуглероживание стали при повышенных давлениях водорода и температурах сопровождается снижением механических свойств, особенно пластичности металла. В этих условиях воздействие водорода необратимо, т.е. никакой последующей термической обработкой стали НЕ УДАСТСЯ ДОСТИЧЬ ИСХОДНЫХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА.

В результате структурных изменений и как правило. межкристаллитного растрескивания изменяются также физические свойства стали.

Особенностью водородной коррозии является то, что воздействие водорода на сталь проявляется не сразу, а после определенной выдержки в газе при повышенных температурах и давлениях. На первом этапе взаимодействия водорода со сталью происходит обезуглероживание поверхности, приповерхностных локализованных объемов и не наблюдается отдельных трещин по границам зерен, а также отвода продуктов коррозии. На втором этапе воздействия водорода на сталь наблюдается растрескивание по границам зерен, отвод продуктов коррозии и снижение содержания углерода в стали.