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氢气气泡
氢气气泡指的是对一种金属的物理描述,这种金属表面下有由氢气积聚而成的孔洞。在物理上,这些空洞以地下“气泡”或“水泡”的形式出现。
水泡的形成是由于原子氢在金属中扩散并在空隙中积聚的结果。由于反应活性高,氢原子在空隙内相互结合,形成氢气(H2).氢气的积聚会增加金属表面下的压力,从而形成水泡。
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,氢泡会永久降低金属的机械强度,即使在轻载荷下也可能导致失效(即断裂)。
氢泡的原因
氢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受氢气泡的材料。氢能够聚集在含有杂质的物质中。
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剂包括二氧化碳、氯化物、硫和硫酸盐还原菌。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
氢泡可以通过以下方法缓解:
- 使用化学上耐腐蚀的金属,如含镍钢或奥氏体不锈钢,而不是铁素体钢或马氏体钢。
- 控制钢材加工过程中可能出现的夹杂物(杂质)。
- 使用耐氢渗透和不与母材发生反应的涂层。
- 使用可以降低氢腐蚀速率的抑制剂。
- 如有必要,改进设备设计(如取消焊接接头)。
- 在加工和焊接后进行适当的热处理,使氢从金属表面扩散出去。
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