Jak pękają ściany szczelne kotłów

utworzone przez | 01.07.2020 | Z ŻYCIA RZECZOZNAWCY I PROJEKTANTA

Zjawisko kruchości i pękanie ścian szczelnych kotłów wodnorurkowych jest trudnym do opanowania zagadnieniem technicznym często analizowanym w literaturze. W niektórych warunkach eksploatacyjnych może dojść do gwałtownego, trwającego kilka do kilkunastu godzin ataku wodorowego kończącego się kruchym pęknięciem. Skutkiem tego zjawiska jest wyrwanie znacznych fragmentów ściany szczelnej bez wcześniejszych oznak odkształcenia plastycznego. Badania mikroskopowe wykazały, że kształty zaobserwowanych przekrojów pęcherzy, znacznie odbiegały od idealnych – […]

Zjawisko kruchości i pękanie ścian szczelnych kotłów wodnorurkowych jest trudnym do opanowania zagadnieniem technicznym często analizowanym w literaturze. W niektórych warunkach eksploatacyjnych może dojść do gwałtownego, trwającego kilka do kilkunastu godzin ataku wodorowego kończącego się kruchym pęknięciem. Skutkiem tego zjawiska jest wyrwanie znacznych fragmentów ściany szczelnej bez wcześniejszych oznak odkształcenia plastycznego.

Badania mikroskopowe wykazały, że kształty zaobserwowanych przekrojów pęcherzy, znacznie odbiegały od idealnych – koła lub elipsy. Postać ich była nieregularna z fraktalnym rozwinięciem powierzchni obwodowej. Ponadto zaobserwowano liczne pęknięcia rozwijające się od powierzchni tych pęcherzy.

Kruchość wodorowa związana jest z wnikaniem wodoru do metalu w postaci atomowej, gdzie na ściankach mikroszczelin np. powierzchni międzyfazowych siarczek/osnowa, ulega on rekombinacji w wodór cząsteczkowy. Generuje to  znaczne ciśnienie dochodzące do 1 GPa. W materiale uszkodzonych rur oszacowana zawartość wodoru dochodzi niekiedy do 100 mg/dm3. Rozpuszczony w żelazie wodór dyfundując może reagować z zawartym w stali cementytem. Reakcja ta przebiegająca w następujący sposób: Fe3C+ 4H = CH4 + 3Fe powoduje otrzymanie metanu. Wytworzone cząsteczki metanu ze względu na swoją wielkość nie mogą dyfundować w stali. Metan gromadząc się w pęcherzach powstających na granicach ziaren powoduje powstanie wysokich naprężeń, które doprowadzają do powstania pęknięć na granicach ziaren.

Sprawdź te powiązane posty