Главная -> Словарь

Водородной усталости

Степень водородной ненасыщенности Тиофены, %

Каждый из найденных в нефти типов азотистых оснований включает несколько групп, различающихся по степени водородной ненасыщенности и принадлежащих к той или иной изобарной серии CnH2n_2N. С помощью низковольтной масс-спектрометрии установлено присутствие в нефти серий с z = 5—27. Помимо алкилпиридинов , алкилхинолинов и высших алкилбензологов, среди оснований распространены соединения, содержащие в молекуле, по крайней мере, одно нафтеновое кольцо . Примеры таких анализов приведены в табл. 4.5.

В табл. 1 приведены массы ионов, входящих в характеристические суммы. В качестве основных аналитических характеристик выбраны ионыС„Н2п_х$+ и CnH2n_x-iS+, где х — степень водородной ненасыщенности соответствующего типа соединений. Таким

Тиофены. В дистиллятах н. к.-540°С и остатках 540°С всех трех типов нефтей присутствуют алкилзамещенные тиофены, бензотиофе-ны, дибензотиофены и включающие их би-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гепта-, и октациклические конденсированные полуароматические структуры с числом углеродных атомов в молекуле до 60 и степенью водородной ненасыщенности до 36. С повышением температуры кипения дистиллятов увеличивается степень цикличности, количество и длина заместителей в молекуле. Как правило, один из заместителей представляет собой длинную углеводородную цепь, остальные — этильные и метальные группы. В дистиллятах нефтей тиофенового и меркаптанового типов преобладают конденсированные бензо- и дибензотиофены. В нефтях сульфидного типа содержатся в соизмеримых количествах конденсированные алкилтиофены, бензотиофены, дибензотиофены, нафтобензотиофены и динафтобензотиофены .

2. Разделение кривой, огибающей гомологические ряды ионов с изобарными массами, на области молекулярных и псевдомолекулярных ионов. Начало области молекулярных ионов определяют по точке локального минимума на огибающей кривой. Ниже приводим моноизотопный спектр НАС, входящих по степени водородной ненасыщенности в IV группу:

Методом пиролитической масс-спектрометрии установлено , что соединения, выделяющиеся из угля при температуре до 570 К, образуются не в результате разложения угольного вещества, а при испарении из его пор. В работе описан пиролиз, осуществляемый непосредственно в источнике ионов масс-спектрометра при 690 К- Спектры регистрируют при низкой энергии ионизирующих электронов; разработаны приемы идентификации продуктов. Обнаружено, что отдельные сигналы в масс-спектрах продуктов термической деструкции углей относятся к углеводородам различных гомологических рядов, общие формулы которых отличаются постепенно увеличивающейся степенью водородной ненасыщенности , причем одной формуле могут соответствовать соединения с различным числом колец.

Нефти Самотлорского месторождения. Ароматические углеводороды дистиллята 200—250°С нефти пласта ABg^, имеют средние молекулярные массы 163—166 и характеризуются значениями водородной ненасыщенности в интервале

Арены из фракции 300—350°С имеют средние молекулярные массы в пределах 227—239, фактор водородной ненасыщенности лежит в интервале 5,9—10,8. Общая цикличность в образце повышается за счет нафтеновых колец, в которых находится до 45% атомов углерода. Первые две хроматогра-фические фракции аренов представляют собой соединения, в молекулах которых имеется одно и два ароматических цикла, причем во втором образце доля биаренов составляет 50% от моноаренов. Алифатические заместители слабораз-

Нефти Советско-Соснинского месторождения. Ароматические углеводороды фракции 200—250°С нефти пласта АВд имеют невысокие значения молекулярных масс , фактор водородной ненасыщенности от 7 до 9,4, содержат до 1,4% гетероатомов. Общая цикличность составляет 1,8— 1,9 , основная доля приходится на ароматические кольца. Количество атомов углерода, приходящегося па парафиновые фрагменты молекул, невелико, но превышает число атомов С в нафтеновых циклах. Алкильные заместители короткие и неразветвленные.

Ароматические углеводороды фракции 400—450°С имеют средние молекулярные массы от 288 до 310, характеризуются схожими с аренами дистиллята 350—400°С значениями факторов водородной ненасыщенности . Структурные параметры аренов данного дистиллята указывают на то, что во фракции присутствуют как алкилпроизводные , так и нафтеноарены . Доли ароматических, нафтеновых и алифатических фрагментов в молекулах образцов II и III примерно равны. Образцы ароматических углеводородов, выделенные из фракции 450—490°С, имеют средние молекулярные массы от 312 до 460 и самые высокие значения фактора z . В цикличность ароматических углеводородов первой хро-матографической фракции основной вклад вносят нафтеновые кольца . Алкильная часть молекул этого образца состоит из метильной группы у ароматического кольца, нескольких коротких и одной длинной цепочки, в которых содержится до 18 атомов. Вторая фракция аренов представлена преимущественно алкилпроизводными структурами, в которых к ароматическому кольцу присоединены уже 2 метильные группы , парафиновые цепи короткие и слаборазветвленные . Следующая по полярности элюирования фракция аренов характеризуется примерно равным содержанием ароматических и нафтеновых колец. Самая полярная фракция аренов состоит из полициклических структур, в которых более половины атомов углерода приходится на парафиновую часть молекул.

нефтей . Величина водородной ненасыщенности существенно увеличивается от I к IV группе от 12,7 до 25,2 для нефти АВб+7, от 15,2 до 38,8 — BBg, от 18,0 до 44,3 — Юх, причем чем на большей глубине залегает нефть, тем больше содержание аренов.

Один из основных видов коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудовагая — статическая водородная усталость , т.е. снижение длительной прочности стали в результате водородного ох-рупчивания в условиях статического нагружения металла. Предел статической водородной усталости, соответствующий максимальному напряжению, при котором не наблюдается коррозионного растрескивания, зависит от многих взаимосвязанных факторов: химического состава, термической обработки и механических свойств стали, уровня приложенных напряжений, количества поглощенного водорода, состояния поверхности и др. Влияние этих факторов не только взаимосвязано, но в некоторых случаях и противоположно. Поэтому нельзя рассматривать предельные напряжения, при которых не происходит сероводородного растрескивания, как абсолютные значения допускаемых напряжений, которые могут быть использованы при проектировании оборудования их следует рассматривать как сравнительные величины при сопоставлении стойкости различных металлов.

Как известно, склонность сталей к статической водородной усталости возрастает при увеличении прочности и уровня приложенного напряжения. В настоящее время для оборудования, эксплуатируемого в серово-дородсодержащих средах, в основном применяют стали с твердостью не более 22HRC и прочностью, не превышающей 630 МПа. Однако в последнее время в литературе встречаются данные, свидетельствующие о стойкости к СВУ стали с более высокими прочностными характеристиками. Так, стали марок 25ХГС, 35ХГС, 35ХГМ, 35ХГФМ, 110X13, 110X18 с пределом текучести более 630 МПа не подвергались сероводородному растрескиванию при напряжениях, близких к пределу текучести.

нию водорода и склонности к статичной водородной усталости . Показано, что наибольшее положительное влияние на СВУ и содержание водорода в низколегированной стали марки 09Г2С оказывает сурьма в количестве 0,25-0,33 %.

По критерию 'водородопроницаемости эффективным барьером на-водороживанию являются алюминий, цинк, медь, растворимость водорода в которых на два-три порядка ниже, чем у стали. Кадмиевые покрытия также обладают высоким экранирующим действием. Именно с этим связано использование кадмирования для предотвращения наводорожи-вания образцов при изучении статической водородной усталости стали.

ческой водородной усталости стшш с хермодиффузионным хромом, в то время как хромированная электролитическим способом сталь обнаруживает низкую стойкость в этих условиях. Проведенные исследования в среде сероводорода показали, что предел статической водородной усталости стали составляет для незащищенной стали 0,28, для хромированной термодиффузионным способом 0,55 от