Устройство для определения содержания водорода в металле

Устройство для определения содержания водорода в металле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В. МЕТАЛЛЕ, вкл„Ю чающее исследуемую конструкцию, из мерительное приспособление с герметичной полостью и подключенным к ней измерительным прибором, о т личающе .еся тем, что, с целью повыиения достоверности определения за счет обеспечения возможности учета послойного распределения водорода в стенке исследуемой конструкции, оно снабжено дополнительньм измеритепьньвл приспособлением , выполненным в виде части исследуемой конструкции, состоящей ив двух сопряженных друг с другом частей , поверхность соприкосновения которых ступенчатая, a на каждой ступени размещена герметичная полость с подключенным к ней измерительным j прибором.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3440499/23-26 (22) 30. 03. 82 (46) 07.01 ° 84. Бюл. Р 1 (72) А.Ф.-Светличкин, Г.Ф.Райзман, В. П . Яковлев, В. К . Голубев, Б.Б.Соколов, Н.В.Холзаков и 10 ° С.Клочко (i l ) Волго-Уральский научно-исследо. вательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов (53) 543.844(088.8) (56) 1. Инструкция по контролю за коррозией гаэопромыслового оборудования. М., ВНИИГаз, 1979, с. 23. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛЕ, вклю; чакщее исследуемую конструкцию, иэ».

„„SU„„1065 A

3(я) 5 01 Й 33/20 у Сз 0 1 К 7/00 мерительное приспособление с герметичной полостью и подключенным к ней измерительным прибором, о тл и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью повыаения достоверности определения эа счет обеспечения возможности учета послойного распределе" .ния водорода в стенке исследуемой конструкции, оно снабжено дополнительньм измерительным приспособлением, выполненным в виде части исследуемой конструкции, состоящей ф двух сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновения которых ступенчатая, а на каждой ступени размещена герметичная полость с подключенным к ней измерительным Е прибором.

10б 5775

45

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, продольный. разрез; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения.

Устройство содержит исследуемую

50 конструкцию 1, например действующий трубопровод, измерительное приспособление 2 с герметичной полостью 3, измерительный прибор 4, дополнительное измерительное приспособление 5, выполненное в виде части исследуемой конструкции, например отрезок трубы, вмонтированный в действующий трубопровод, по которому транспортируется под .давлением наводороживаю-. 60 щая среда, состоящий иэ двух б и 7 сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновения которых ступенчатая, иа каждой ступени 8 размещена герметичная полость 9 с

Изобретение относится к исследованию процесса наводороживания металлов и может быть использовано как для исследования, так и для конт роля состояния металлов, эксплуатирующихся в наводороживающих средах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее исследуемую конструкцию (эксплуатационную трубу), измерительное приспособление, на которую наварен rep- 10 метичный кожух. Пространство между трубой и кожухом соединено с манометром, фиксирующим изменение давле. ния н нем за счет проникакщего водорода (1) . 15

Недостатком известного устройства являет ся нен бзможно сть определения содержания, водорода н слоях стенки исследуемой конструкции, в данном случае трубопровода, так как с помощью известного устройства определяют лишь количество водорода, продиффундированшего через всю толщину стенки, т. е. водородопроницаемость металла.

Цель изобретения — повышение достоверности определения за счет. обеспечения возможности учета послойного распределения водорода в стенке исследуемой конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее исследуемую конструкцию, измерительное приспособление с герметичной полостью и подключенным к ней измерительным прибором, снабжено дополнительным измерительным приспособлением, выполненным в виде части исследуемой конструкции, состоящей иэ двух сопряженных друг с другом частей, понерхность соприкосновения 40 которых ступенчатая, а на каждой ступени размещена герметичная по-, лость с подключенным к ней измерительным прибором. подключенным к ней,измерительным прибором 10.

Устройство работает следующим образом.

Водород, диффундируя через стенку части б, молиэуется на границах раздела частей б и 7, собирается в полостях 9 и поступает к измерительным приборам 10. Водород, продиффундирввавший через всю толщину стенки 1, молизуЕтся в герметичной полости 3. По показаниям измерительных приборов 10 определяют количество водорода (Яц„,„), продиффундировавшего через слой соответст. вующей толщины. По разности количеств водорода,, молизовавшегося в двух полостях, лежащих на расстоянии il д р у г r оoт T д р у гrа, определяют содержание водорода, растворенного в слое, лежащем между этими полостями, В процессе взаимодействия металла с агрессивными средами, содержащими катализаторы нанодороживания (сероводород, арсениды, цианиды и т.п.) происходит диффузия водорода в металл. Присутствие водорода в металле обуславливает изменение

его механических свойств, и как следствие, ухудшение эксплуатационных характеристик оборудования вплоть до его внезапного разрушения.

Эти изменения зависят как от концент рации. водорода, так и от его послойного содержания в теле металла.

Поэтому достоверное определение содержания водорода н слоях металла важно с точки зрения проведения достоверного контроля корроэийнного состояния оборудования, контактирующего с наводороживающими среда" ми °

Количество водорода, растворенного н слое металла определенной толщины (g>«z) определяется разностью между количеством входящего водорода (Яв„) и продиффундировавшего через этот слой ((" Вых) (1) (раст = 8„-4 алых(ем .

Усредненная по этому слою концентрация водорода или водородорастворимость определяется отношением раса к массе этого слоя,. т.е.

С(раст

С =, (,сяР/ (00 .

Величина 6 рх зависит только от параметрон металла (химический состав, механические свойства, сос тояние поверхности и т.п.) и наводороживающей, среды (сост.ав, температура, давление), поэтому при неизменности. этих параметров величина Q н„остается величиной постоянной.

Во втором варианте выполнения устройство содержит отрезок трубы 11

1065775

УХ jg 1g fg fgt7 17 (Ъг. 4

Составитель О. Чернух а

Редактор Н.Ковалева Техред Х. Тепер Коррек тор M. Демчик

Заказ 11034/45 Тираж 828 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 торцом, вмонтированным в дтенку 12 исследуемой конструкции с наводороживающей средой, измерительное приспосббление, выполненное в виде прижимной гайки 13 с герметичной полостью 14, дополнительное-измери-. тельное приспособление выполнено в виде части исследуемой конструк-. ции, состоящей иэ подпятника 15 и накладки 16, ступеней 17, герметичными полостями 18 и измерительными приборами 19.

Устройство работает аналогично вышеописанному.

Применение предлагаемого устройства позволяет с необходимой .точностью определять содержание водорода в слоях металла как на стадии нестационарного, так и на стадии стационарного процесса неводороживания. Использование предлагаемого способа и устройств для его реализации возможно как с целью испытания металлов посредством исследования процессов взаимодействия металла с наводороживающей средой, так и с целью контроля состояния оборудования, что способствует предупреждению ег преждевременных.вне. эапных выходов иэ строя (присущих оборудованию, подвергаемому наводороживанию), предупреждает потери

15 продукта, сокращает, простои при ремонте и способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.