Производња HIC отпорних челика

Крекотина изазвана водоником (HIC) представља чест изазов, посебно у нафтној и рафинеријској индустрији где су чистоћа и укупни квалитет челика од највеће важности.

Процес производње HIC отпорних челика укључује критичне технике десумпоризације, укључујући убризгавање магнезијума и мешање убризгавањем аргона са дна.

Производња чистог челика заснива се на технологијама за контролу и/или уклањање инклузија у челику. Често, врсте и карактеристике неметалних инклузија у челику имају значајан утицај на механичка својства челика и такође одређују чистоћу челика. Стога је потребна прецизна анализа ових карактеристика како би се оптимизовао процес производње челика ради производње квалитетних челика.

Пуцање изазвано водоником (HIC) и пуцање под напоном услед сулфида (SSC) представљају две врсте специфичних оштећења изазваних водоником које се често срећу у нафтној и рафинеријској индустрији. У првом случају (HIC), опште је познато да отпорност челика углавном зависи од њихових микроструктурних карактеристика – неметалних инклузија и сегрегационих трака.

Издужени манганови сулфиди се сматрају најопаснијим местима иницијације. У другом случају (SSC), сматра се да отпорност челика може бити преференцијално повезана са њиховим нивоом чврстоће, док су карактеристике микроструктуре мање важне. Представљени рад је посвећен проучавању HIC и SSC код угљенично-манганских челика, који се разликују по својој термичкој обради (микроструктура, ниво механичких својстава) и својој чистоћи.

Укључивање MnS је најштетнији иницијатор за HIC, стога, као основна мера, садржај сумпора мора бити смањен код челика који се користе у киселим срединама. Због напретка у процесу производње челика, садржај сумпора може се смањити на прилично низак ниво; испод 0,0008 теж. % (8 ppm).

Обрада Ca се обично примењује како би се спречило формирање издуженог MnS и контролисало укључивање сулфида у сферни облик, и ако постоји одговарајући садржај Ca за својство отпорности на пуцање. Ако је садржај Ca релативно висок у поређењу са садржајем S, вишак Ca може формирати оксиде који могу деловати као иницијатор HIC-а. Уведено је неколико параметара који представљају ефективни садржај Ca, а садржај Ca треба пажљиво контролисати у уском опсегу; на пример, 3

Табела 1: Захтеви за хемијски састав челика за цеви високе чврстоће, [ppm]

Слика 1 приказује поступак производње челика отпорног на HIC. Пре BOF процеса, врући метал се десумпорише у станици за десумпорисање врућег метала убризгавањем магнезијума и CaO. У BOF-у треба додавати само отпад са ниским садржајем сумпора. Алуминијум за деоксидацију и средства за формирање згуре додају се током избацивања. Главно легирање се такође обрађује у том тренутку.

Ливац се затим транспортује до станице за мехуриће где се аргон удувава помоћу горње копља како би се метал и згура помешали у сврху десумпоризације. Затим се ливац преноси на вакуумску обраду. Челик се меша убризгавањем аргона са доње стране како би се осигурала дубинска десумпоризација и дегазација.