Loading article…
高温水素腐食（HTHA）は、高温水素腐食またはメタン反応とも呼ばれ、製油所、石油化学およびその他の化学施設、場合によっては高圧蒸気ボイラーなどの水素を多く含む雰囲気で高温（通常400℃（752℉）以上）で稼働する鋼材に関係する問題です。水素脆化と混同しないでください。[1]
鋼が極めて高温の水素にさらされると、高温により水素分子が解離し、個々の拡散性原子として合金内に拡散します。損傷には 2 つの段階があります。
- まず、鋼鉄に溶解した炭素が表面の水素と反応し、メタンとしてガス中に放出されます。これにより、表面の脱炭が起こり、表面の強度が低下します。最初は、損傷は目に見えません。
- 第二に、溶解炭素濃度の減少は鋼中の炭化物を溶解する駆動力を生み出します。これは鋼のより深いところで強度の低下を招き、より深刻な問題となります。同時に、一部の水素原子は鋼に拡散し、炭素と結合して粒界や欠陥などの内部表面に小さなメタンのポケットを形成します。このメタンガスは金属から拡散することができず、高圧下で空隙に集まり、鋼に亀裂を引き起こします。この炭素の選択的浸出は強度と延性のより深刻な損失です。[2] [3]
HTHAは、クロムやモリブデンなどの他の合金元素を含む炭化物が鉄炭化物よりも安定している、異なる鋼合金を使用することで管理できます。 [4]表面の酸化物層は水素によってすぐに還元されて水蒸気を形成する ため、保護としては効果がありません。
鋼製部品の後期の損傷は、メタン圧力によって生じた大きな欠陥を検出する超音波検査で確認できます。[5] [4]応力を受けた部品のこれらの大きな欠陥は、通常、使用中の故障の原因となります。高温の可燃性水素ガスが急速に漏れ出すため、通常は壊滅的な結果となります。
参照
参考文献
- ^ TWI – The Welding Institute. 「高温水素腐食（HTHA）/高温水素腐食とは何ですか？」TWI – The Welding Institute . 2020年12月16日閲覧。
- ^ 「米国化学安全委員会（CSB）によるテソロ製油所の産業事故の調査」TWI – The Welding Institute 。 2020年12月18日閲覧。
- ^ 「高温水素攻撃」。サイエンスダイレクト。 2020年12月18日閲覧。
- ^ ab Roy, Anup. 「高温水素攻撃（HTHA）/高温水素攻撃」。スイス再保険。2021年1月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年12月18日閲覧。
- ^ “高温水素攻撃（HTHA）”。Sonatest。2021年1月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年12月18日閲覧。