Устройство для определения содержания водорода в металле

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1065 19) ( А 33/201 С 1 01 К 7/00 ТЕНИ с г ным зман,чно-исследонститут пооводородсоолю за оборудо 23. ЕДЕЛЕНИЯ ЛЛЕ, вклю",цию, иэ .СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗО ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Волго-Уральский наувательский и проектный идобыче и переработке сердержащих газов(56) 1. Инструкция по конткоррозией гаэопромысловогования. М., ВНИИГаз, 1979,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПСОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В МЕТАчакщее исследуемую констру мерительное приспособление ерме"тичной полостью и подключен кней измерительным прибором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повыаения достоверности опре"деления эа счет обеспечения возмож"ности учета послойного распределе".ния водорода в стенке исследуемойконструкции, оно снабжено дополнительньм измеритвльным приспособле"нием, выполненным в виде части ис"следуемой конструкции, состоящей фдвух сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновениякоторых ступенчатая, а на каждойступени размещена герметичная полосс подключенным к ней иэмерительнь 3 мприбором.Изобретение относится к исследованию процесса наводороживания металлов и может быть использовано как для исследования, так и для конт- роля состояния металлов, эксплуатирующихся в наводороживающих средах.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее исследуемую конструкцию (эксплуатационную трубу), измерительное приспособление, на которую наварен гер метичный кожух. Пространство между трубой и кожухом соединено с манометром, фиксирующим изменение давле. ния н нем за счет проникакщего водорода )1) . 15Недостатком известного устройства является ненбзможность определения содержания, водорода н слоях стенки исследуемой конструкции, в данном случае трубопровода, так как с помощью известного устройства определяют лишь количество водорода, продиффундированшего через всю толщину стенки, т.е. водородопроницаемость металла.25Цель изобретения - повышение достоверности определения за счет, обеспечения возможности учета послойного распределения водорода в стенке исследуемой конструкции.30Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее исследуемую конструкцию, измерительное приспособление с герметичной полостью и подключенным к ней измерительным прибором, снабжено дополнительным измерительным приспособлением, выполненным в виде части исследуемой конструкции, состоящей иэ двух сопряженных друг с другом частей, понерхность соприкосновения 40 которых ступенчатая, а на каждой ступени размещена герметичная по-, лость с подключенным к ней измерительным прибором.45На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, продольный. разрез; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения.Устройство содержит исследуемую50 конструкцию 1, например действующий трубопровод, измерительное приспособление 2 с герметичной полостью 3, измерительный прибор 4, дополнительное измерительное приспособление 5, выполненное в виде части исследуемой конструкции, например отрезок трубы, вмонтированный в действующий трубопровод, по которому транспорти. руется под,давлением наводороживаю-. бО щая среда, состоящий иэ двух б и 7 сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновения которых ступенчатая, иа каждой ступени 8 размещена герметичная полость 9 с 65 подключенным к ней,измерительнымприбором 10.Устройство работает следующимобразом.Водород, диффундируя через стенку части б, молиэуется на границахраздела частей б и 7, собираетсяв полостях 9 и поступает к измерительным приборам 10. Водород, продиффундирввавший через всю толщинустенки 1, молизуЕтся в герметичной полости 3. По показаниям измерительных приборов 10 определяютколичество водорода (ЯВ,), продиффундировавшего через слой соответствующей толщины. По разности количеств водорода молизовавшегося вдвух полостях, лежащих на расстоянии 1 друг от друга, определяют содержание водорода, растворенного вслое, лежащем между этими полостями,В процессе взаимодействия металла с агрессивными средами, содержащими катализаторы нанодороживания(сероводород, арсениды, цианидыи т.п.) происходит диффузия водорода в металл. Присутствие водородав металле обуславливает изменениеего механических свойств, и какследствие, ухудшение эксплуатационных характеристик оборудованиявплоть до его внезапного разрушения,Эти изменения зависят как от концентрации водорода, так и от его послойного содержания в теле металла.Поэтому достоверное определениесодержания водорода н слоях металлаважно с точки зрения проведениядостоверного контроля коррозийнного состояния оборудования, контактирующего с наводороживающими среда"миКоличество водорода, растворенного н слое металла определенной толщи.ны Ярост ) определяется разностьюмежду количеством входящего водорода (ЯВ) и продиффундировавшего чеРез этот слой (Й Вых), т.е,(раст=эх ( выхЬ 1Усредненная по этому слою концентрация водорода или водородорастворимость определяется отношениемраст к массе этого слоя т.е.Сраст, (2)С = сяРИоо,),Величина 6 рх зависит только от параметрой металла (химический состав, механические свойства, сос тояние поверхности и т.п.) и наводороживающей, среды (состав, температура, давление), поэтому при неизменности.этих параметров величинан остается величиной постоянной.Во втором варианте выполнения устройство содержит отрезок, трубы 111065775 рода в слоях металла как на стадии нестационарного, так и на стадии стационарного процесса неводороживания. Использование предлагаемого способа и устройств для его реализации возможно как с целью испытания металлов посредством исследования процессов взаимодействия металла с наводороживающей средой, так и с целью контроля состояния оборудования, что способствует предупреждению ег преждевременных.внеф эапных выходов иэ строя (присущих оборудованию, подвергаемому наводороживанию), предупреждает потери 15 продукта, сокращает, простои приремонте и способствует уменьшению загрязнения окружающей среды. ф ф ф, ф 77Редактор Тираж 828 ударственного м изобретенийЖ, Раушс Заказ 11034/45ВНИИПИ Г Подпикомитета СССРи открытийая наб., д. 4 е по дел 035, Москвород, ул.Проектв торцом, вмонтированным в ртенку 12исследуемой конструкции с наводороживающей средой, измерительноеприспосббление, выполненное в видеприжимной гайки 13 с герметичнойполостью 14, дополнительное измери-.тельное приспособление выполненов виде части исследуемой конструк",ции, состоящей иэ подпятника 15и накладки 16, ступеней 17, герметичными полостями 18 и измерительными приборами 19. Устройство работает аналогично вышеописанному.Применение предлагаемого устройства позволяет с необходимой .точностью определять содержание водонлиал ППП Патент, г нуха Корректор М. Демч