Výroba ocelí odolných voči HIC

Krakovanie indukované vodíkom (HIC) predstavuje bežnú výzvu, najmä v ropnom a rafinérskom priemysle, kde je čistota a celková kvalita ocele mimoriadne dôležitá.

Výrobný proces ocelí odolných voči HIC zahŕňa kritické techniky odsirenia vrátane vstrekovania horčíka a miešania spodným vstrekovaním argónu.

Výroba čistej ocele je založená na technológiách na kontrolu a/alebo odstraňovanie inklúzií v oceli. Často majú typy a vlastnosti nekovových inklúzií v oceli významný vplyv na mechanické vlastnosti ocele a tiež určujú čistotu ocele. Na optimalizáciu procesu výroby ocele s cieľom vyrobiť kvalitné ocele je preto potrebná presná analýza týchto charakteristík.

Praskanie vyvolané vodíkom (HIC) a praskanie pod napätím v dôsledku sulfidov (SSC) predstavujú dva druhy špecifického poškodenia vyvolaného vodíkom, s ktorými sa často stretávame v ropnom a rafinérskom priemysle. V prvom prípade (HIC) sa všeobecne uznáva, že odolnosť ocelí závisí hlavne od ich mikroštrukturálnych vlastností – nekovových inklúzií a segregačných pásov.

Predĺžené sulfidy mangánu sa považujú za najnebezpečnejšie iniciačné miesta. V druhom prípade (SSC) sa predpokladá, že odolnosť ocelí môže byť prednostne spojená s ich úrovňou pevnosti, zatiaľ čo mikroštruktúrne charakteristiky sú menej dôležité. Predložený článok je venovaný štúdiu HIC a SSC v uhlíkovo-mangánových oceliach, ktoré sa líšia tepelným spracovaním (mikroštruktúra, úroveň mechanických vlastností) a čistotou.

Prídavok MnS je najškodlivejším iniciátorom HIC, preto je ako základné opatrenie potrebné znížiť obsah síry v oceliach používaných v kyslom prostredí. Vďaka pokroku v procese výroby ocele je možné obsah síry znížiť na pomerne nízku úroveň; pod 0,0008 hmotn. % (8 ppm).

Úprava vápnika sa zvyčajne používa na zabránenie tvorby predĺženého MnS a na kontrolu inklúzie sulfidov do guľovitého tvaru, a to za predpokladu, že obsah vápnika je vhodný pre odolnosť proti praskaniu. Ak je obsah vápnika relatívne vysoký v porovnaní s obsahom síry, prebytok vápnika môže tvoriť oxidy, ktoré môžu pôsobiť ako iniciátor vysokotlakového viazania (HIC). Bolo zavedených niekoľko parametrov, ktoré predstavujú efektívny obsah vápnika, a obsah vápnika je potrebné starostlivo kontrolovať v úzkom rozsahu; napríklad 3

Tabuľka 1: Požiadavky na chemické zloženie vysokopevnostnej rúrkovej ocele, [ppm]

Obrázok 1 znázorňuje postup výroby ocele odolnej voči vysokému oxidu uhličitému (HIC). Pred procesom BOF sa horúci kov odsirí na stanici na odsirenie horúceho kovu vstrekovaním horčíka a CaO. V BOF by sa mal pridávať iba šrot s nízkym obsahom síry. Hliník na dezoxidáciu a troskotvorné činidlá sa pridávajú počas odpichu. V tomto čase sa spracováva aj hlavné legovanie.

Panva sa potom prepraví do prebublávacej stanice, kde sa pomocou hornej rúrky vháňa argón, aby sa kov a troska zmiešali za účelom odsirenia. Potom sa panva presunie na vákuové spracovanie. Oceľ sa mieša spodným vstrekovaním argónu, aby sa zabezpečilo hlboké odsirenie a odplynenie.