AT129593B

AT129593B - Process for the production of objects (e.g. high-pressure containers) that must be resistant to attack by heated hydrogen.

Info

Publication number: AT129593B
Authority: AT
Original assignee: Krupp Ag
Priority date: 1926-12-22
Filing date: 1926-12-22
Publication date: 1932-08-25
Also published as: AT137551B

Description

  

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    Verfahren zur Herstellung von Gegenständen (z. B. Ilochdruckbehälter), die gegen den Angriff erhitzten Wasserstoffes widerstandsfähig sein müssen.   



   Die Einwirkung erhitzten Wasserstoffes auf Eisen oder Stahl und Stahllegierungen erzeugt im allgemeinen eine Sprödigkeit, die ihrerseits, z. B. bei   Hochdruckbehältern,   zu Rissbildung führen kann. 



  Die Neigung zur Rissbildung ist dabei um so grösser, je höher der Betriebsdruck ist. Die unter der Einwirkung erhitzten Wasserstoffes eintretende Veränderung des Gefüges besteht in einer Verbreiterung der im elastisch gespannten Zustande befindlichen Korngrenzen, sowie in noch unerforschten Vorgängen zwischen diesen Korngrenzen. Diese Vorgänge verlaufen wahrscheinlich so, dass in den Korngrenzen Bestandteile des Werkstoffes mit dem Wasserstoff in Reaktion treten.

   Die Korngrenzen, die als Sitz der Oxyde zu betrachten sind, welche die einzelnen Körner gleichsam als zusammenhängende   Häutchen   umhüllen, bilden nämlich im elastisch gespannten Zustande Wege für das Eindringen des Wasserstoffes ; der eindringende Wasserstoff bringt seinerseits eine schädliche Veränderung in dem Zusammenhalt der einzelnen Kristallkörner hervor und erzeugt so eine allmählich zunehmende Sprödigkeit, die auch als Alterung des Materials bezeichnet werden kann. 



   Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, nach dessen Anwendung der erhitzte Wasserstoff keine schädliche Einwirkung auf die Stahllegierung oder die aus dieser hergestellten Gegenstände mehr hervorrufen kann. Dieser Zweck wird der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass die Gegenstände oder die zu ihrer Herstellung verwendeten Stahllegierungen einer Abschreckung und gegebenenfalls einer Anlassbehandlung unterworfen werden, die eine feine Verteilung der sich sonst in den Korngrenzen ablagernden Oxydteilchen hervorrufen. 



   Bei der Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens verwendet man vorteilhafterweise einen Stahl (z. B. mit etwa   1/2-4%   Nickel,   1/2-2%   Chrom und   0-1-0-4%   Kohlenstoff) bei dem durch eine rasche Abkühlung von einer Temperatur (bei dem angegebenen Beispiel etwa 900  C) oberhalb des Kaleszenzpunktes Martensitbildung eintritt und bei dem durch das nachfolgende Anlassen (bei dem angegebenen Beispiel etwa   600-650  C)   die gewünschten Festigkeitseigenschaften erzielt werden, ohne dass aber wieder Korngrenzen sich bilden oder sonstwie eine Veränderung in der Verteilung der Oxyde eintritt.

   Wird ein derartiger Stahl in der angegebenen Weise vergütet, so können nach einer Ätzung keine Korngrenzen mehr beobachtet werden und der Stahl ist daher in einen Zustand höchster Zähigkeit gebracht worden, bei dem ein Eindringen erhitzten Wasserstoffes ausgeschlossen ist und der sich daher nicht mehr verändert. 



   Ausser Chrom und Nickel kommen als Zusätze auch Silizium, Vanadium und Wolfram in Betracht ; die Höhe der Zusätze richtet sich nach den Querschnitten der herzustellenden Gegenstände. 

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    Process for the manufacture of objects (e.g. pressure vessels) that must be resistant to attack by heated hydrogen.



   The action of heated hydrogen on iron or steel and steel alloys generally produces a brittleness which in turn, e.g. B. in high pressure vessels, can lead to cracking.



  The higher the operating pressure, the greater the tendency to crack. The change in the structure that occurs under the influence of heated hydrogen consists in a broadening of the grain boundaries in the elastically stressed state, as well as in as yet unexplored processes between these grain boundaries. These processes probably proceed in such a way that components of the material react with the hydrogen in the grain boundaries.

   The grain boundaries, which are to be regarded as the seat of the oxides, which envelop the individual grains as coherent skins, namely, in the elastically tensioned state, form paths for the penetration of hydrogen; the penetrating hydrogen in turn brings about a harmful change in the cohesion of the individual crystal grains and thus creates a gradually increasing brittleness, which can also be referred to as aging of the material.



   The aim of the invention is to create a method, after which the heated hydrogen can no longer cause any harmful effects on the steel alloy or the objects made from it. According to the invention, this purpose is achieved in that the objects or the steel alloys used for their production are subjected to a quenching and, if necessary, a tempering treatment, which causes a fine distribution of the oxide particles that would otherwise be deposited in the grain boundaries.



   In carrying out the process forming the subject of the invention, it is advantageous to use a steel (e.g. with about 1 / 2-4% nickel, 1 / 2-2% chromium and 0-1-0-4% carbon) in the Martensite formation occurs due to rapid cooling from a temperature (in the example given about 900 C) above the kalescence point and the subsequent tempering (about 600-650 C in the example given) achieves the desired strength properties, but without grain boundaries again form or otherwise a change in the distribution of the oxides occurs.

   If such a steel is tempered in the specified manner, grain boundaries can no longer be observed after etching and the steel has therefore been brought into a state of maximum toughness in which penetration of heated hydrogen is excluded and which therefore no longer changes.



   In addition to chromium and nickel, silicon, vanadium and tungsten can also be used as additives; the amount of additives depends on the cross-sections of the objects to be manufactured.

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Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of objects (e.g. high-pressure containers), which must be resistant to the attack of heated hydrogen, characterized in that the objects or the steel alloys used for their production are subjected to a quenching and, if necessary, a tempering treatment that ensures a fine distribution of the Otherwise, oxide particles could be deposited in the grain boundaries. ** WARNING ** End of CLMS field may overlap beginning of DESC **.