Q345R(HIC)材料在氢腐蚀环境中使用温度上限问题

现公司有一台设备，设计压力3.2，设计温度320℃，氢分压1。76MPA，我们要用珞钼钢，业主坚持用Q345RHIC,我们感觉不保险，且纳尔逊曲线中只提出珞钼钢，超限后碳钢和低合金钢都不允许，对此很不放心，不知大家有类似的设备使用经验没在这么高的温度下使用Q345RHIC材料，望大家畅所欲言，谢谢

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竟然没人理睬，都不感兴趣吗

这个工况，实际上解决的应该是“如何避免氢分压导致的氢腐蚀及氢脆裂纹问题”，所以终究应该选择的是抗氢钢。

Q345R(HIC)——实际上是应用在“抗硫化氢腐蚀破裂”的钢种，其腐蚀机理与氢腐蚀并不完全相同，Q345R(HIC)不仅防止氢诱导裂纹而且还要考虑硫化氢的应力腐蚀裂纹。

所以我的意见和楼主一样，单纯是氢腐蚀环境，按纳尔逊曲线采用铬钼钢就够了，但是如果介质中除了氢分压的存在外，还有硫化氢等介质，采用业主的方案比较好。

看到有一些说法，碳钢使用一般在220℃，氢分压在1.4兆帕以下，还考虑介质等因素。楼主所说，如果介质是氮气，氨气，氢，硫化氢等组合，在320摄氏度下，3.2兆帕下，不建议使用345抗氢钢。

豆蔓 发表于 2017-10-12 16:26
这个工况，实际上解决的应该是“如何避免氢分压导致的氢腐蚀及氢

首先谢谢你的回答，你的意思是Q345RHIC在此工况下是可行的，用在这里有些浪费？但是珞钼钢要比这个材料贵。工况不存在硫化氢腐蚀。期待你再次讨论

峰高路远 发表于 2017-10-12 16:56
看到有一些说法，碳钢使用一般在220℃，氢分压在1.4兆帕以

不存在硫化氢腐蚀环境，单纯氢腐蚀环境。我也是听说这个材料在氢腐蚀环境下只能用到200以下，但是找不到文献资料依据。

欢迎大家积极参与讨论，如果有类似设备设计和在运行经验就更好了

关键是看使用温度。曾经的高压分离器的使用环境如下：使用压力        15.3 MPa，使用温度        55（最高130）℃，介质        ：油气，氢气，H2S（0.2V%）；壁厚92,材料为Q345RHIC，使用是没有多大的问题的。

你好，需要HIC的  或者珞钼钢，可以联系我。189239776618

18239776618

wjuntao888 发表于 2017-10-12 19:05
首先谢谢你的回答，你的意思是Q345RHIC在此工况下是可行的，用在这里有些浪费？但是珞钼钢要比这个材料贵 ...

我的意思是这个环境温度压力下，氢腐蚀下，用铬钼钢好一些，保守期间。

wjuntao888 发表于 2017-10-12 19:08
不存在硫化氢腐蚀环境，单纯氢腐蚀环境。我也是听说这个材料在氢腐蚀环境下只能用到200以下，但是找不到文 ...

依据应该就是那个曲线所对应的温度。

DRAVON 发表于 2017-10-12 21:51
关键是看使用温度。曾经的高压分离器的使用环境如下：使用压力        15.3 MPa，使用温度        55（最高130）℃，介质         ...

对，你这个温度低，氢腐蚀中高温高压下考虑。

这种情况下我们一般根据纳尔逊曲线选择铬钼钢，如果相应牌号的铬钼钢不耐盛装介质的H2S腐蚀还要堆焊不锈钢。不过像你这种情况，如果业主有足够的使用经验，保证安全的前提下，可以按照业主的要求进行。

DRAVON 发表于 2017-10-12 21:51
关键是看使用温度。曾经的高压分离器的使用环境如下：使用压力       

嗯，现在就怕温度太高，使用温度280℃

斩妖除魔 发表于 2017-10-13 10:00
这种情况下我们一般根据纳尔逊曲线选择铬钼钢，如果相应牌号的铬

就怕出问题呀。那就业主出个同类设备使用运行良好说明

wjuntao888 发表于 2017-10-12 19:05
首先谢谢你的回答，你的意思是Q345RHIC在此工况下是可行的，用在这里有些浪费？但是珞钼钢要比这个材料贵 ...

再来详细说下你这个议题。
楼主说明了，本工况中仅为高温、氢分压工况，不存在硫化氢腐蚀问题。所以在回复之前我们先弄清两个问题：
1.氢脆与氢腐蚀。
2.Q345R(HIC)的材料性能。
首先，要说明的是氢脆与氢腐蚀非常相似，但腐蚀机理有所不同。氢脆是在因为氢原子渗透到钢材内部后，大量积聚形成氢气而来不及逸出，使钢晶粒原子间结合力降低，表现为材料的延伸率、断面收缩率降低，在焊接接头中出现的症状就是延迟裂纹（氢脆）。其实在容器中的消氢处理、焊前预热以及选用低氢型焊条，其实是为防止出现这种延迟裂纹的手段做法。
其次，氢腐蚀。氢腐蚀是钢材长期在高温、高压氢气接触，导致氢与渗碳体（碳化物）中的碳发生化学反应，生成甲烷，熟称脱碳，当甲烷气在钢种积聚形成局部高压时，会产生微裂纹或氢鼓包。最终导致材料的强度、韧性下降，使钢材变脆。
所以氢脆是可逆的，通过消氢处理等手段可以避免，而氢腐蚀是不可逆的。

纳尔逊曲线是考量的高温、高压氢环境中，材料耐氢腐蚀的曲线。所以，铬钼钢之所以为“中压抗氢钢”，就是因为增加了Cr-Mo元素，提高了抗氢腐蚀的能力。

2.Q345R(HIC)材料性能。Q345R(HIC)与Q345R有何不同？Q345R(HIC)钢板相比Q345R，S、P含量的要求更严格，从化学成分上来讲，也就代表了Q345R(HIC)钢板的韧性比Q345R好的多，以及Q345R(HIC)钢板的供货状态、晶粒度等等的要求最终导致了Q345R(HIC)抗氢诱导裂纹能力的提高（限制了硫含量）。但是，HIC（抗氢诱导裂纹）终究是以H2S在水中对材料的腐蚀破坏，其最终是形成氢气，所以与氢腐蚀不同。

说了这么多，其实我只想说，如果是在湿硫化氢腐蚀环境，为了防止氢诱导裂纹的产生，选用HIC钢是靠谱的方案，毕竟NACE中都是油田设备用抗硫化氢腐蚀的内容，然而如果只是选用抗氢钢的方案，我们按照纳尔逊曲线，选择相应的Cr-Mo钢肯定是最好的选择

不过，看你的数据，氢分压1.76MPa，温度320℃，其实也不高，其实本身也只在碳钢曲线的边缘位置，如图：

所以，如果选用HIC钢，通过减少S\P含量以及相应晶粒度、供货状态的要求，提高抗氢能力，虽然说这个选择驴唇不对马嘴，但事实却是能提高抗氢能力。估计你的业主以前有过类似使用经验，所以才会如此要求吧。

试着看看能否说服他，如果真不能，再技术评审下吧！问题应该不大