Устройство для определения содержания водорода в металле Советский патент 1984 года по МПК G01N33/20 G01N7/00 

Изобретение относится к исследованию процесса наводороживания металлов и может быть использовано как для исследования, так и для кон роля состояния металлов, эксплуатирующихся в наводороживающих средах Наиболее близким к предлаг аемому является устройство, содержащее исследуемую конструкцию (эксплуатационную трубу), измерительное приспособление, на которую наварен гер метичный кожух. Пространство между трубой и кожухом соединено с майометром, фиксирующим изменение давле . ния в нем за счет проникающего водо рода ij . Недостатком известного устройств является невозможность определения содержания, водорода в слоях стенки исследуемой конструкции, в данном случае трубопровода, так как с помощью известного устройства определяют лишь количество водорода, продиффундировавшего через всю толщину стенки, т.е. водородопроницаемость металла. Цель изобретения - повышение достоверности определения за счет, обеспечения возможности учета послойного распределения водорода в стенке исследуемой конструкции. Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее исследуемую конструкцию, измерительное приспособление с герметичной полостью и подключенным к ней измерительным прибором, снабжено дополнительным измерительным приспо соблением, выполненным в виде частИ исследуемой конструкции, состоящей |из двух сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновения которых ступенчатая, а на каждой ступени размещена герметичная по-. лость с подключенным к ней измерительным прибором. На фиг. 1 схематично изображено предла.гаемое устройство, продольный, разрез; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения. Устройство содержит исследуемую конструкцию 1, например действуюций трубопровод, измерительное приспособление 2 с герметичной полостью 3 измерительный прибор 4, дополнитель ное измери: ельное приспособление 5, выполненное в виде части исследуемой конструкции, например отрезок трубы, вмонтированный в действующий трубопровод, по которому транспорти руется под .давлением наводороживаюг щая- среда, состоящий из двух 6 и 7 сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновения которых ступенчатая, на. каящой ступени 8 размещена герметичная полость 9 с подключенньм к ней .измерительным прибором 10. Устройство работает следующим образом. Водород, диффундируя черезстенку части 6, молизуется на границах раздела частей б и 7, собирается в полостях 9 и поступает к измерительным приборам 10. Водород, продиффундирэвавший через всю толщину .стенки 1, молизуется в герметичной полости 3. По показаниям измерительных приборов 10 определяют количество водорода (9вых) проДиффундировавшего через слой соответствующей толщины. По разности количеств водорода,, молизовавшегося в двух полостях, лежащих на расстоянии h друг от друга, определяют содержание водорода, растворенного в слое, лежащем между этими полостями. В процессе взаимодействия металла с агрессивными средами, содержащими катализато ы наводороживания (сероводород, араениды, цианиды и т.п.) происходит диффузия водорода в металл. Присутствие водорода в металле обуславливает изменение его механических свойств, и как следствие, ухудшение эксплуатационных характеристик оборудования вплоть до его внезапного разрушения. Эти изменения зависят как от концент рации, водорода, так и от его послойного содержания в теле металла. Поэтому достоверное определение содержания водорода в слоях металла важно.с точки зрения проведения достоверного контроля коррозионного состояния оборудования, контактирующего с наводороживающими средами ... Количество водорода, растворенного в слое металла определенной толщи: ны (Qpacr) определяется разностью Между количеством входящего водорода (Qgx) и продиффундировавшего через этот слой (Qgbix) т.е. раст вГ выхСсм Усредненная по этому слою концентрация водорода или водородорастворимостьопределяется отношением QpacT к массе этого слоя,, т.е. c U№/doorV Величина Qpx зависит только от параметроЁ металла (химический состав, механические свойства, сое- тояние поверхности к т.п.) и наводороживающей. среды (состав, температура, давление), поэтому при неизменности- этих параметроввеличина Q gx остается величиной постоянной . Во втором варианте выполнения устройство содержит отрезок, трубы 11 торцом, вмонтированным Е х:;тенку 12 исследуемой конструкции с наводороживанадей средой, измеригельное приспосббление, выполненное в виде прижимной гайки 13 с герметичной полостью 14, дополнительное иэмери тельное приспособление вьтолнено в виде части исследуемой конструкт ции, состоящей из подпятника 15 и накладки 16, ступеней 17, герметичными полостями 18 и измерительными приборами 19, Устройство работает аналогично вышеописанному. Применение предлагаемого устрой ства позволяет с необходимой точностью определять содержание водорода 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 его преждевременных.внезапных выходов из строя (присущих оборудованию, подвергаемому наводороживанию); предупреждает потери продукта, сокращает.простои при ремонте и способствует уменьшению загрязнения окружаквдей среды.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В. МЕТАЛЛЕ, вкл„Ю чающее исследуемую конструкцию, из мерительное приспособление с герметичной полостью и подключенным к ней измерительным прибором, о т личающе.еся тем, что, с целью повыиения достоверности определения за счет обеспечения возможности учета послойного распределения водорода в стенке исследуемой конструкции, оно снабжено дополнительньм измеритепьньвл приспособлением, выполненным в виде части исследуемой конструкции, состоящей ив двух сопряженных друг с другом частей, поверхность соприкосновения которых ступенчатая, a на каждой ступени размещена герметичная полость с подключенным к ней измерительным j прибором.

19

15 J8 18 fS °П Г7

7

Л фаг. г