Page 140 - 加氢站建设及工艺技术研究

第五章 加氢工艺中设备的腐蚀和防护

图 5-1 氢进入金属的过程

氢往往以固溶态、分子态和化合态与金属共存。通常，氢解离成氢原子在
金属原子中以固溶态形式存在，温度对其溶解度景影响很大，温度越低溶解度

越低 ; 金属中的缺陷（如空洞、裂纹）是分子态氢容易积聚的地方 ; 此外，高压
环境下的杂质如 Mn、Ni、Ti、Cb、Ta 等元素会和氢作用变为金属氢化物，主体

混杂的第二相（如 C）同样会和氢反应生成气体产物，像钢中的碳和氢反应变为
甲烷。

三、氢致局部塑变促进韧断理论

材料韧断一般是由于第二相（杂质）和材料主体分离形成空洞，大量空洞连
接与合并，造成最终的断裂。弱键理论认为渗透的氢原子可以降低金属原子界面

间的结合力从而促进空洞形核。金属表面缺陷裂尖会发射位错形成无位错区，当

塑性变形区的应力增大到原子键合力时，无位错区中就会形成纳米级的微裂纹，
微裂纹形成以后，打破了原来的平衡，尽管位移保持不变，位错仍然会从微裂尖
发展至周围位错源，最终使得无位错区产生的微裂纹钝化为空洞。氢压理论认为

氢在位错周围聚集形成气团，氢气随着位错移动速度快，在降低位错应变能的同

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