JPS624889A - 水素誘起割れ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水素誘起割れ防止方法に関し、例えば、運転
中に水素誘起割れが発生する環境（硫化水素）で使用さ
れる石油精製装置およびラインパイプ等に適用して、水
素誘起割れの発生および進展を効果的に防止する方法に
関する。

（従来の技術） 石油精製の水素化脱硫プラントの高圧熱交換器、ストリ
ッパーの塔頂コンデンサ、リフラックスドラムや、流動
接触分解プラントの軽質炭化水素分離のだめのフラクシ
ヨネータ−の塔頂コンデンサ、リフラックスドラム等の
ように硫化水素を含有する流体中の水が凝縮する条件の
機器においては、外部応力のない場合にも生じる鋼板表
面に平行な割れで、水素誘起割れと呼ばれる割れが発生
することがある。

通常、硫化水素環境においては高張力鋼の使用が危険で
あることはよく知られており、このような環境において
は高張力鋼は使用されておらず、いわゆる軟鋼に属する
材料を使用している。しかし、水素誘起割れは軟鋼にも
発生し、このことを事前に予測できず、長期間の使用後
に発見されれば、従来は有効な進展防止方法がなかった
ため、装置の更新を要する場合があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、硫化水素環境における水素誘起割れ発生の防
止、および装置製作時には予測できず使用後に発生した
水素誘起割れの進展を防止する方法を提案するものであ
る。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、水素誘起割れが発生する環境で使用する装置
の表面に、電気化学的に貴な材料を取り付けることを特
徴とする水素誘起割れ防止方法に関する。

すなわち、本発明は、水素誘起割れの発生した装置板厚
の残余腐れ代が小さい場合には不適であるが、残余腐れ
代の大きい場合に効果的であり、故意に板の材質（軟鋼
）よりも電気化学的に貴な材料（例えば１８−８ステン
レス鋼）を取付け、電位による減厚、即ち腐れ代を犠牲
にして水素誘起割れの進展を防止することを特徴とする
ものである。

本発明において、貴な材料の取付位置、面積、本数等に
ついては、液組成によシミ気伝導度が異なるため、その
都度検討する必要がある。例えば、取付本数が必要以上
に多いと電食が激しくなるので注意を要する。

また、取り付ける貴な材料としては、オーステナイト系
ステンレス鋼、ハステロイ０、インコネル、２５Ｃ！ｒ
以上のフェライト系ステンレス鋼がよいが、貴な材料と
はいえ白金等の高価なものは必要ない。

（作用及び実施例） 水素誘起割れは腐食によって発生した水素が鋼中に侵入
し、非金属介在物等、自由表面に相当する部分で、原子
状水素から分子状水素に転換し、空洞を形成するものと
考えられ、この空洞内の水素分子による圧力が外部応力
のない場合の水素誘起割れの駆動力となる。硫化水素を
含む湿潤環境下での腐食では、この鋼中侵入水素量が非
常に多くなシ、主に水素誘起割れが硫化水素環境で生じ
る所以である。

上記のことを化学式で説明すると、水がある場合の硫化
水素（馬Ｓ）は 馬Ｓ−？　Ｈ”　＋　Ｈ８−＋＋＋　（１）Ｋ分解し、
一方、鋼（Ｆｅ）は、 Ｆｅ−＋アθ”＋２０　−　（２） となる。式（１）のＨ８−は式（２）のＦｅ”＋と反応
し、：Ｆｅ＋＋＋Ｈ８−→ＦｅＳ十Ｈ”　−−−（３）
硫化鉄と■＋を生成する。式（１）と式（３）の■＋が
式（２）のθと結合して、 Ｈ”　−）−０−＋　　Ｈ−−−（４）原子状の水素を
発生し、これが鋼中に侵入する。

現実には、第１図に示すように、鋼板１１表面の異物や
腐食スケール、偏析等の不同によシ、鋼板表面にて局部
電食〔すなわち、上記（２）式の反応を生起するアノー
ド部■と、上記（４）式の反応を生起するカソード部■
〕が起こることが原因であり、この局部電食に硫化水素
環境■で生じる上記（１）　、　（３）式が作用し、カ
ソード部■より発生した水素が鋼中に侵入して、水素誘
起割れを生じる。

すなわち、第１図において、鋼板１１表面はアノード部
■とカソード部■からなり、アノード部■で発生した電
子ｅと、硫化水素環境■で生じたＨ＋とがカソード部■
で原子状の水素Ｈとなシ、鋼中に侵入する。侵入した水
素は非金属介在物等自由表面に相当する部分■で原子状
水素から分子状水素となり、水素誘起割れとなる。

本発明は、例えば第２図および第３図に示すような方法
にて、故意に電気化学的に貴なカソードとなる材料を取
付け、鋼板側にはカソード部をなくすようにすることで
ある。

第２図は、貴な材料をボルトによって取付ける水素誘起
割れ進展防止方法の一例を説明したものである。第２図
中、第１図と同一符号は第１図と同義である。

第２図において、水素誘起割れ１６が発生した鋼板１１
表面にボルト１２を溶接し、絶縁材としてゴム１３を間
に入れて、貴な材料１４をナツト１５にて取り付ける。

この場合、ボルト１２、溶接棒、ナツト１５もＥｌｌｌ
ｌｒＳ　５０４等の貴な材料である。このことにより、
鋼板１１表面は全てアノードとなり、水素はカソードで
ある貴な材料のｊ　２，１４．１５表面よシ発゛生し、
鋼中に侵入しないため、水素誘起割れは進展しない。。

ゴム１３は、水素の発生する貴な材料１２，１４゜１５
表面と鋼板１１表面が接触する位置での鋼１１への水素
侵入を絶縁する上で必要であシ、鋼板表面において貴な
材料よシ広いことが条件である。

第３図は第２図のボルトの替シに貴な材料を肉盛溶接す
る方法の例について説明したものである。第３図中、第
１，２図と同一符号は第１．２図と同義である。

第３図において、水素誘起割れ１６が発生した鋼板１１
表面に貴な材料１２′を肉盛シ溶接し、水素を肉盛り材
料１２′表面から発生させ、水素誘起割れ１６の進展を
防止するものである。エポキシ１３′は鋼板溶接硬化部
の水素侵入による水素脆化割れを防止するために必要で
あシ、第２図のゴム１３と同効果を奏する。

以上のように、本発明においては、鋼板側は全てアノー
ドとなシ、水素はカソードである貴な材料の表面から発
生し、水素の侵入による水素誘起割れの進展を防止でき
る。なお、本発明は電食による減厚、即ち腐れ代を犠牲
にしているため、装置板厚の残余腐れ代が小さい場合は
不適尚である。

（発明の効果） 本発明によれば、簡易で、かつ経済的な方法により、水
素誘起割れの防止、あるいは既に発生している該割れの
進展防止を効果的に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２，５図
は本発明の実施態様例を示す図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水素誘起割れが発生する環境で使用する装置の表面に、
   電気化学的に貴な材料を取り付けることを特徴とする水
   素誘起割れ防止方法。