
【化】 hydrogen attack; hydrogen damage
氢蚀(Hydrogen Attack)是材料在高温高压氢气环境中发生的化学腐蚀现象,指氢原子渗透至金属内部,与碳化物(如Fe₃C)发生反应生成甲烷气体,导致材料脆化和晶界裂纹。其英文释义为"a form of high-temperature corrosion caused by hydrogen reacting with carbides in steel, resulting in decarburization and mechanical property degradation" 。
该现象遵循化学反应方程: $$ text{Fe}_3text{C} + 2text{H}_2 rightarrow 3text{Fe} + text{CH}_4 $$ 甲烷气体在晶界处积聚形成微裂纹,最终引发材料失效。根据《ASM金属手册》(ASM Handbook Volume 13C)记载,碳钢在200℃以上、氢分压超过7MPa时就会发生显著氢蚀。
石油工业中氢蚀常见于加氢反应器、合成氨设备等高压装置。API 941标准《炼油厂和石化厂高温高压临氢作业用钢》明确指出,2.25Cr-1Mo钢在593℃以下具有良好抗氢蚀能力,该数据源自埃克森美孚研究院的长期服役测试报告。
氢蚀(Hydrogen Attack)是一种发生在高温高压氢环境下的材料腐蚀现象,属于氢脆的范畴,常见于石油化工设备中。以下是详细解释:
氢蚀是金属材料(如碳钢)在高温(通常>250℃)和高压氢气环境中,氢原子渗入金属内部,与钢中的碳发生化学反应生成甲烷(CH₄)的过程。这一反应会导致材料内部产生裂纹,最终使机械性能恶化。
氢原子扩散至金属晶界,与渗碳体(Fe₃C)中的碳结合生成甲烷: $$ text{Fe}_3text{C} + 2text{H}_2 rightarrow 3text{Fe} + text{CH}_4uparrow $$ 甲烷分子体积较大,无法扩散出金属,在晶界处形成高压气泡。随着气泡聚集、长大并连接成裂纹,材料逐渐失去强度和塑性。
如需进一步了解具体案例或工程防护方案,可参考石油化工设备相关标准(如API 941)。
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