Proizvodnja HIC otpornih čelika
Pukotine uzrokovane vodikom (HIC) predstavljaju čest izazov, posebno u naftnoj i rafinerijskoj industriji gdje su čistoća i ukupna kvaliteta čelika od najveće važnosti.
Proizvodni proces za čelike otporne na HIC uključuje kritične tehnike odsumporavanja, uključujući ubrizgavanje magnezija i miješanje ubrizgavanjem argona s donjeg dijela.
Proizvodnja čistog čelika temelji se na tehnologijama za kontrolu i/ili uklanjanje uključaka u čeliku. Često vrste i karakteristike nemetalnih uključaka u čeliku imaju značajan utjecaj na mehanička svojstva čelika, a također određuju čistoću čelika. Stoga je potrebna precizna analiza tih karakteristika kako bi se optimizirao proces proizvodnje čelika za proizvodnju kvalitetnih čelika.
Pukotine uzrokovane vodikom (HIC) i naponsko pucanje uzrokovano sulfidima (SSC) predstavljaju dvije vrste specifičnih oštećenja uzrokovanih vodikom koje se često susreću u naftnoj i rafinerijskoj industriji. U prvom slučaju (HIC), općeprihvaćeno je da otpornost čelika uglavnom ovisi o njihovim mikrostrukturnim značajkama - nemetalnim uključcima i segregacijskim pojasevima.
Izduženi manganovi sulfidi smatraju se najopasnijim mjestima inicijacije. U drugom slučaju (SSC), smatra se da otpornost čelika može biti preferencijalno povezana s njihovom razinom čvrstoće, dok su karakteristike mikrostrukture manje važne. Predstavljeni rad posvećen je proučavanju HIC-a i SSC-a u ugljik-manganskim čelicima, koji se razlikuju po toplinskoj obradi (mikrostruktura, razina mehaničkih svojstava) i čistoći.
Uključak MnS je najštetniji inicijator za HIC, stoga se, kao osnovna mjera, sadržaj sumpora mora smanjiti kod čelika koji se koriste u kiselim okruženjima. Zbog napretka u procesu proizvodnje čelika, sadržaj sumpora može se smanjiti na prilično nisku razinu; ispod 0,0008 težinskih % (8 ppm).
Obrada Ca se obično primjenjuje kako bi se spriječilo stvaranje izduženog MnS i kontroliralo uključivanje sulfida u sferni oblik, te ako postoji odgovarajući sadržaj Ca za svojstvo otpornosti na pucanje. Ako je sadržaj Ca relativno visok u usporedbi s sadržajem S, višak Ca može formirati okside koji mogu djelovati kao inicijator HIC-a. Uvedeno je nekoliko parametara koji predstavljaju efektivni sadržaj Ca, a sadržaj Ca treba pažljivo kontrolirati u uskom rasponu; na primjer, 3
Tablica 1: Zahtjevi za kemijski sastav visokočvrstog čelika za cijevi, [ppm]
Slika 1 prikazuje postupak proizvodnje čelika otpornog na HIC. Prije BOF postupka, vrući metal se desumporizira u stanici za desumporizaciju vrućeg metala ubrizgavanjem magnezija i CaO. U BOF-u treba dodavati samo otpad s niskim udjelom sumpora. Aluminij za deoksidaciju i sredstva za stvaranje troske dodaju se tijekom narezivanja. Glavno legiranje se također obrađuje u tom trenutku.
Lijevak se zatim transportira do stanice za mjehuriće gdje se argon upuhuje pomoću gornje koplja kako bi se metal i troska pomiješali u svrhu odsumporavanja. Nakon toga se lijevak prenosi na vakuumsku obradu. Čelik se miješa ubrizgavanjem argona s donje strane kako bi se osigurala dubinska desumporizacija i otplinjavanje.