Pukotine izazvane vodikom (HIC) odnose se na atome vodika koji prodiru u unutrašnjost matrice od nehrđajućeg čelika i skupljaju se na granicama zrna, inkluzijama i unutarnjim defektima. Molekule vodika stvaraju ogroman unutarnji tlak, koji stvara pukotine unutar materijala bez očite vanjske korozije. Pod radnim naprezanjem, pukotine se brzo šire i uzrokuju iznenadni krti lom grijaće cijevi. Ova vrsta kvara ima izuzetno visoku prikrivenost i slučajnost, što često dovodi do pucanja opreme pod normalnim radnim tlakom.
1. Princip stvaranja unutarnjih vodikovih pukotina
U postupcima luženja, katodne zaštite, korozije u kiselom mediju i procesa zavarivanja, ioni vodika dobivaju elektrone za stvaranje atoma vodika. Sićušni atomi H mogu prodrijeti kroz pasivni film i difundirati u metalnu rešetku nehrđajućeg čelika 316. Atomi vodika kontinuirano migriraju i nakupljaju se na materijalnim defektima kao što su uključci troske, dislokacijske zone i granice zrna, te se spajaju u vodikov plin. Budući da molekule vodika ne mogu pobjeći prema van, u sićušnoj šupljini stvara se ogroman unutarnji vlačni tlak. Kada unutarnje naprezanje premašuje otpornost materijala na lom, mikropukotine nastaju i šire se duž sučelja slabe faze. Pod opterećenjem termičkog ciklusa i radnim tlakom, pukotine se izravno šire kroz debljinu stijenke, što rezultira krtim curenjem.
2. Glavni izvori infiltracije vodika
Postupak uklanjanja hrđe kiselim luženjem: klorovodična kiselina i miješana kiselina nagrizaju čelik i proizvode veliku količinu nascentnog vodika;
Preko-zaštita katodnog sustava utisnute struje: Pretjerana polarizacija izaziva nasilno razvijanje vodika na metalnoj površini;
Dugotrajna-usluga u otpadnoj vodi-koja sadrži sumporovodik: sulfidni ioni potiču ulazak vodika u matricu;
Zavarivanje bez zaštite od plina: vlaga u zraku razlaže se na vodik i ulazi u metal zavara;
Mehanička obrada s tekućinom za rezanje koja -sadrži vodik dovodi do površinske apsorpcije vodika.
3. Ključni čimbenici koji ubrzavaju vodikovo krekiranje
Visoko vlačno zaostalo naprezanje unutar izratka od savijanja i oblikovanja zavarivanjem;
Obilne unutarnje ne{0}}metalne inkluzije u osnovnom materijalu, osiguravajući mjesta okupljanja vodika;
Kiselo okruženje s niskim pH uvelike poboljšava brzinu razvijanja vodika;
Radni uvjeti niske temperature smanjuju brzinu difuzije vodika i ubrzavaju lokalno obogaćivanje.
4. Hijerarhijske mjere prevencije i eliminacije
① Standardizirajte postupak kiseljenja i dodajte inhibitor vodika
Dodajte poseban usporivač prodiranja vodika u otopinu za kiseljenje kako biste suzbili stvaranje atoma vodika; strogo kontrolirati vrijeme dekapiranje kako bi se izbjegla prekomjerna-korozija i pretjerana apsorpcija vodika.
② Strogo kontrolirajte raspon potencijala katodne zaštite
Izbjegavajte pretjerani potencijal negativne polarizacije; postaviti gornju granicu zaštitnog potencijala kako bi se temeljito prekinuo reakcijski interval razvijanja vodika.
③ Provedite toplinsku obradu dehidrogenacijom pečenja
Nakon luženja i zavarivanja, izvedite očuvanje topline pečenja na niskoj-temperaturi kako biste pustili unutarnji vodik da difundira i izađe iz matrice, eliminirajući skrivenu opasnost od obogaćivanja vodikom.
④ Poboljšajte čistoću sirovina i kvalitetu zavarivanja
Odaberite cijev od nehrđajućeg čelika s-niskim stupnjem uključenosti; usvojite dvostrano argonsko zavarivanje za smanjenje poroznosti zavara i izvora grešaka gdje se nakuplja vodik.
⑤ Optimizirajte strukturu kako biste smanjili zaostalo vlačno naprezanje
Provedite žarenje za ublažavanje naprezanja nakon-formiranja kako biste smanjili unutarnje polje vlačnog naprezanja i smanjili pokretačku silu za širenje pukotine.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način proizvodnje i usluge | Rizik od vodikovog pucanja | Prijedlozi za optimizaciju |
|---|---|---|
| Neograničeno kiseljenje + bez tretmana dehidrogenacijom | Visoki skriveni rizik prijeloma | Morate dodati inhibitor i proces pečenja |
| Kiseljenje s inhibitorom + post{1}}dehidrogenacija | Osnovno eliminirati obogaćivanje vodikom | Standardni proizvodni obvezni postupak |
| Nisko{0}}inkluzivna sirovina + žarenje za ublažavanje naprezanja | Minimalna sklonost pucanju | Visokotlačni{0}}postupak grijaće cijevi preferira |
Zaključak
Pukotine izazvane vodikom potječu od prodiranja atoma vodika, agregacije i pucanja unutarnjeg tlaka unutar metala. Sredstvo jezgre kontrole je smanjenje kanala za stvaranje vodika, promicanje izlaza vodika prema van i smanjenje unutarnjeg naprezanja i nedostataka materijala. Reguliranjem dekapiranjem, katodnom zaštitom, zavarivanjem i post{2}}toplinskom obradom, rizik od iznenadnog krhkog loma 316 grijaćih cijevi uzrokovan vodikovom krtošću može se učinkovito eliminirati.
