HIC izturīgu tēraudu ražošana

Ūdeņraža izraisīta plaisāšana (HIC) ir izplatīta problēma, īpaši naftas un naftas pārstrādes rūpniecībā, kur tērauda tīrībai un kopējai kvalitātei ir ārkārtīgi liela nozīme.

HIC izturīgu tēraudu ražošanas process ietver kritiskas desulfurizācijas metodes, tostarp magnija inžekciju un maisīšanu ar apakšējā argona inžekciju.

Tīra tērauda ražošana balstās uz tehnoloģijām, kas paredzētas ieslēgumu kontrolei un/vai noņemšanai no tērauda. Bieži vien nemetālisko ieslēgumu veidi un īpašības tēraudā būtiski ietekmē tērauda mehāniskās īpašības un arī nosaka tērauda tīrību. Tāpēc ir nepieciešama precīza šo īpašību analīze, lai optimizētu tērauda ražošanas procesu kvalitatīva tērauda ražošanai.

Ūdeņraža izraisīta plaisāšana (HIC) un sulfīdu sprieguma plaisāšana (SSC) ir divu veidu specifiski ūdeņraža izraisīti bojājumi, kas bieži sastopami naftas un naftas pārstrādes rūpniecībā. Pirmajā gadījumā (HIC) ir vispārpieņemts, ka tēraudu izturība galvenokārt ir atkarīga no to mikrostruktūras īpašībām – nemetāliskiem ieslēgumiem un segregācijas joslām.

Iegareni mangāna sulfīdi tiek uzskatīti par visbīstamākajām iniciācijas vietām. Otrajā gadījumā (SSC) tiek uzskatīts, ka tēraudu izturību var galvenokārt saistīt ar to stiprības līmeni, savukārt mikrostruktūras īpašības ir mazāk svarīgas. Šis raksts ir veltīts HIC un SSC izpētei oglekļa-mangāna tēraudos, kas atšķiras pēc to termiskās apstrādes (mikrostruktūra, mehānisko īpašību līmenis) un tīrības.

MnS ieslēgums ir viskaitīgākais HIC ierosinātājs, tāpēc kā pamata pasākums ir jāsamazina sēra saturs tēraudiem, ko izmanto skābā vidē. Pateicoties tērauda ražošanas procesa attīstībai, sēra saturu var samazināt līdz diezgan zemam līmenim; zem 0,0008 svara % (8 ppm).

Ca apstrādi parasti izmanto, lai novērstu pagarinātu MnS veidošanos un kontrolētu sulfīdu ieslēgumu sfēriskā formā, un ja ir atbilstošs Ca saturs plaisu izturības nodrošināšanai. Ja Ca saturs ir relatīvi augsts salīdzinājumā ar S saturu, Ca pārpalikums var veidot oksīdus, kas var darboties kā HIC iniciators. Tika ieviesti vairāki parametri, kas atspoguļo efektīvu Ca saturu, un Ca saturs ir rūpīgi jākontrolē šaurā diapazonā; piemēram, 3

1. tabula: Augstas stiprības cauruļu tērauda ķīmiskā sastāva prasības, [ppm]

1. attēlā parādīts HIC izturīga tērauda ražošanas maršruts. Pirms košļājamā stikla frēzēšanas (BOF) procesa karstais metāls tiek desulfurizēts karstā metāla desulfurizācijas stacijā, ievadot magniju un CaO. Košļājamajā stikla frēzē drīkst iekraut tikai metāllūžņus ar zemu sēra saturu. Alumīnijs deoksidācijai un izdedžu veidojošie līdzekļi tiek pievienoti iztecēšanas laikā. Šajā laikā tiek apstrādāta arī galvenā leģēšana.

Pēc tam kausu transportē uz burbuļošanas staciju, kur ar augšējo sprauslu tiek pūsts argons, lai sajauktu metālu un izdedžus desulfurizācijas nolūkos. Pēc tam kausu pārvieto vakuuma apstrādei. Tēraudu maisa, iepūšot argonu no apakšējās malas, lai nodrošinātu dziļu desulfurizāciju un degazāciju.