Анна Викторовна Нечаева,
197101, Санкт-Петербург, Пушкарский пер., д. 9.
Anna V. Nechaeva,
9, Pushkarskii per., St. Petersburg, 197101.
Владимир Анатольевич Полянский,
199178, Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой просп., д. 61.
Vladimir A. Polyanskiy,
61, Bolshoi prosp., Vasilevskii ostrov, St. Petersburg, 199178.
Владимир Валерьевич Шалагаев,
197101, Санкт-Петербург, Пушкарский пер., д. 9;
199178, Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой просп., д. 61.
Vladimir V. Shalagaev,
9, Pushkarskii per., St. Petersburg, 197101;
61, Bolshoi prosp., Vasilevskii ostrov, St. Petersburg, 199178.
Юрий Алексеевич Яковлев,
199178, Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой просп., д. 61.
Yuriy A. Yakovlev,
61, Bolshoi prosp., Vasilevskii ostrov, St. Petersburg, 199178
Исследованы последствия водородной коррозии стенок химического реактора из стали 09Г2С в процессе эксплуатации. Срок эксплуатации — 85 тыс. ч. Условия работ — внешняя термомеханическая нагрузка при низком давлении водородосодержащей внутренней среды (0,05 МПа). Сопоставлены данные исследований вырезанных из стенок реактора образцов с результатами, полученными при испытаниях изолированных, искусственно насыщенных водородом образцов из стали этой же марки. Получены новые данные о влиянии водорода и внешней нагрузки на механические свойства, структуру и химические превращения стали. Эти данные отличаются от ранее опубликованных тем, что установлено повышение пластичности металла после эксплуатационной водородной деградации (она выше, чем у новых образцов из стали той же марки) и формирование хрупкого излома металла при достаточно высоком значении его ударной вязкости. Причем несмотря на наблюдаемое под микроскопом полное обезуглероживание некоторых элементов микроструктуры в процессе эксплуатации, средняя концентрация углерода не меняется, он скапливается на границах зерен. В искусственно насыщенных водородом образцах подобная картина не наблюдается. Выдвинуты предположения о возможных механизмах, химических реакциях, форме образующегося при этом углерода и его влиянии на механические свойства металла.
The article described studies of the consequences of hydrogen corrosion of the steel walls of a chemical reactor during operation. Service life is 100,000 h. The walls are made of steel 09G2S. They worked under external thermomechanical load at low pressure of a hydrogen-containing internal environment (0.05 MPa). A comparison was made of the data obtained during the study of samples cut from the walls of the reactor with the data obtained during testing of isolated, hydrogen-charged samples made of steel of the same grade. New data were obtained regarding the influence of hydrogen and external load on the mechanical properties, structural and chemical transformations of steels. The differences between operational hydrogen corrosion and the consequences of hydrogen charging and from numerous previously published results were the increase in the ductility of the metal after operational hydrogen degradation (it becomes higher than that of new samples made of steel of the same grade) and the formation of a brittle fracture of this metal at a sufficiently high the value of its impact strength. It was also discovered that with complete decarbonization of some microstructure elements during operation, observed under a microscope, the average carbon concentration does not change, carbon accumulates at the grain boundaries.
Nothing similar is observed in hydrogen-charged samples. Assumptions have been made about possible mechanisms, chemical reactions, the structure of the carbon formed in this process and its effect on the mechanical properties of the metal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.