High temperature hydrogen attack
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El ataque por hidrógeno a alta temperatura (en inglés, high temperature hydrogen attack, abreviado HTHA), también llamado ataque de hidrógeno caliente o reacción de metano, es un problema que afecta a los aceros que operan a temperaturas elevadas (típicamente por encima de 400 °C) en atmósferas ricas en hidrógeno: en refinerías, petroquímicas y otras instalaciones químicas y, posiblemente, en calderas de vapor de alta presión. No debe confundirse con .
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High temperature hydrogen attack (HTHA), also called hot hydrogen attack or methane reaction, is a problem which concerns steels operating at elevated temperatures (typically above 400 °C (752 °F)) in hydrogen-rich atmospheres, such as refineries, petrochemical and other chemical facilities and, possibly, high pressure steam boilers. It is not to be confused with hydrogen embrittlement. If a steel is exposed to very hot hydrogen, the high temperature enables the hydrogen molecules to dissociate and to diffuse into the alloy as individual diffusible atoms. There are two stages to the damage:
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L'attaque par l'hydrogène à haute température (en anglais high temperature hydrogen attack ou HTHA), également appelée attaque à l'hydrogène chaud ou réaction au méthane, est un problème qui concerne les aciers fonctionnant à des températures élevées (généralement supérieures à 400 ° C) dans des atmosphères riches en hydrogène : dans les raffineries, les installations pétrochimiques et autres installations chimiques et, éventuellement, les chaudières à vapeur à haute pression. Il ne doit pas être confondu avec la fragilisation par l'hydrogène.
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Ataque por hidrógeno a alta temperatura
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High temperature hydrogen attack
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Attaque par l’hydrogène à haute température
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El ataque por hidrógeno a alta temperatura (en inglés, high temperature hydrogen attack, abreviado HTHA), también llamado ataque de hidrógeno caliente o reacción de metano, es un problema que afecta a los aceros que operan a temperaturas elevadas (típicamente por encima de 400 °C) en atmósferas ricas en hidrógeno: en refinerías, petroquímicas y otras instalaciones químicas y, posiblemente, en calderas de vapor de alta presión. No debe confundirse con . Cuando un acero se expone a hidrógeno muy caliente, la alta temperatura permite que las moléculas de hidrógeno se disocien y se difundan en la aleación como átomos individuales. El daño al material se produce en dos etapas: 1.
* Primero, el carbono disuelto en el acero reacciona con el hidrógeno de la superficie y se escapa en forma de gas metano. Esto conduce a una descarburación superficial y una pérdida de resistencia en la superficie. Inicialmente, el daño no es visible. 2.
* En segundo lugar, la reducción de la concentración de carbono disuelto crea un gradiente que conduce a la disolución de los carburos del acero. Esto conduce a una pérdida de resistencia del material más profunda y más grave. Al mismo tiempo, algunos átomos de hidrógeno se difunden en el acero y se combinan con el carbono para formar pequeñas bolsas de metano en las superficies internas, como los bordes de los granos y los defectos. Este gas metano, que no puede salir del metal por difusión, se acumula a alta presión en los huecos del acero e inicia grietas. Esta lixiviación selectiva de carbono es una pérdida más grave de resistencia y ductilidad. El HTHA se puede gestionar utilizando una aleación de acero diferente, una con carburos de otros elementos de aleación, como el cromo y el molibdeno, que son más estables que los carburos de hierro. Las capas de óxido superficiales son ineficaces como protección ya que son reducidas inmediatamente por el hidrógeno, formando vapor de agua. Se pueden detectar los daños de fases avanzadas de HTHA en piezas de acero mediante examen por ultrasonidos, que detectan los grandes defectos creados por la presión de metano. Cuando estos grandes defectos se dan en un componente sometido a tensión, pueden causar fallos que a menudo son catastróficos, ya que el gas hidrógeno caliente e inflamable escapa rápidamente.
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High temperature hydrogen attack (HTHA), also called hot hydrogen attack or methane reaction, is a problem which concerns steels operating at elevated temperatures (typically above 400 °C (752 °F)) in hydrogen-rich atmospheres, such as refineries, petrochemical and other chemical facilities and, possibly, high pressure steam boilers. It is not to be confused with hydrogen embrittlement. If a steel is exposed to very hot hydrogen, the high temperature enables the hydrogen molecules to dissociate and to diffuse into the alloy as individual diffusible atoms. There are two stages to the damage: 1.
* First, dissolved carbon in the steel reacts with the surface hydrogen and escapes into the gas as methane. This leads to superficial decarburization and a loss of strength in the surface. Initially, the damage is not visible. 2.
* Second, the reduction in the concentration of dissolved carbon creates a driving force which dissolves the carbides in the steel. This leads to a loss of strength deeper in the steel and is more serious. At the same time, some hydrogen atoms diffuse into the steel and combine with carbon to form tiny pockets of methane at internal surfaces, such as grain boundaries and defects. This methane gas cannot diffuse out of the metal, and collects in the voids at high pressure and initiates cracks in the steel. This selective leaching of carbon is a more serious loss of strength and ductility. HTHA can be managed by using a different steel alloy, one where the carbides with other alloying elements, such as chromium and molybdenum, are more stable than iron carbides. Surface oxide layers are ineffective as a protection as they are immediately reduced by the hydrogen forming water vapour. Later-stage damage in the steel component can be seen using ultrasonic examination, which detects the large defects created by methane pressure. These large defects in a stressed component are usually the cause of failure in service: which is usually catastrophic as hot flammable hydrogen gas escapes rapidly.
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L'attaque par l'hydrogène à haute température (en anglais high temperature hydrogen attack ou HTHA), également appelée attaque à l'hydrogène chaud ou réaction au méthane, est un problème qui concerne les aciers fonctionnant à des températures élevées (généralement supérieures à 400 ° C) dans des atmosphères riches en hydrogène : dans les raffineries, les installations pétrochimiques et autres installations chimiques et, éventuellement, les chaudières à vapeur à haute pression. Il ne doit pas être confondu avec la fragilisation par l'hydrogène. Si un acier est exposé à de l'hydrogène très chaud, la température élevée permet aux molécules de dihydrogène de se dissocier et de se diffuser dans l'alliage sous forme d'atomes individuels. Il y a deux étapes aux dommages : 1.
* Premièrement, le carbone dissous dans l'acier réagit avec l'hydrogène de surface et s'échappe dans le gaz sous forme de méthane. Cela conduit à une décarburation superficielle et à une perte de résistance de la surface. Au départ, les dommages ne sont pas visibles. 2.
* Deuxièmement, la réduction de la concentration de carbone dissous crée une force motrice qui dissout les carbures dans l'acier. Cela conduit à une perte de résistance plus profonde dans l'acier qui est plus grave. En même temps, certains atomes d'hydrogène se diffusent dans l'acier et se combinent avec le carbone pour former de minuscules poches de méthane sur les surfaces internes telles que les joints de grains et les défauts. Ce gaz méthane ne peut pas se diffuser hors du métal et s'accumule dans les vides à haute pression, amorçant des fissures dans l'acier. Cette lixiviation sélective du carbone est une perte plus grave de résistance et de ductilité. Le HTHA peut être géré en utilisant un alliage d'acier différent, un avec des carbures d'autres éléments d'alliage, tels que le chrome et le molybdène, sont plus stables que les carbures de fer. Les couches d'oxyde de surface sont inefficaces en tant que protection car elles sont immédiatement réduites par la vapeur d'eau formant l'hydrogène. Les dommages ultérieurs dans le composant en acier peuvent être observés à l'aide d'un examen par ultrasons qui détecte les grands défauts créés par la pression de méthane. Ces gros défauts dans un composant soumis à une contrainte peuvent causer une défaillance en service qui est généralement catastrophique car l'hydrogène, inflammable et chaud, s'échappe alors rapidement.
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