Vodikova krtost, krhko pucanje odnosi se na prodiranje atomskog vodika u unutrašnjost matrice cijevi od nehrđajućeg čelika 316 pod određenim radnim uvjetima. Vodik se nakuplja na granicama zrna, dislokacijama i mikro-defektima unutar materijala, stvarajući unutarnji tlak vodika i smanjujući silu vezivanja između metalnih kristalnih struktura. Pod djelovanjem unutarnjeg tlaka i vanjskog vlačnog naprezanja, sitne pukotine niču i brzo se šire unutar stijenke cijevi bez očite plastične deformacije na makroskopskoj površini, što na kraju dovodi do iznenadnog krhkog pucanja i srednjeg curenja grijaće cijevi. Ovaj kvar ima izrazito jaku iznenadnost i nepredvidivost, uglavnom se javlja u cjevovodima s tretmanom dekapiranjem, katodnom zaštitom i korozijskim okruženjem kod razvijanja vodika.
1. Mehanizam širenja pukotine od prodiranja vodika i krtosti
U kiselom mediju za dekapiranje ili reakciji katode galvanske korozije, ioni vodika dobivaju elektrone za stvaranje atomskog vodika u nastajanju s izuzetno jakim kapacitetom prodiranja. Atomi vodika male -veličine mogu lako proći kroz pasivni film na površini od nehrđajućeg čelika i difundirati u metalnu rešetku. Velik broj atoma vodika okuplja se na unutarnjim mikro šupljinama i granicama zrna, spajajući se u molekule vodika i stvarajući ogroman unutarnji ekspanzijski tlak. U međuvremenu, vodik smanjuje energiju intergranularnog vezivanja nehrđajućeg čelika. Kada kombinirano naprezanje unutarnjeg tlaka vodika i vlačnog naprezanja cjevovoda premašuje otpornost materijala na lom, međuzrncaste ili transzrnularne pukotine nastaju i trenutno se šire. Za razliku od pucanja uzrokovanog naponskom korozijom potaknutog kloridnim ionima, oštećenjem vodikovom krtošću dominira unutarnji prodor vodika, a ne elektrokemijsko nagrizanje vanjskog medija.
2. Tipični položaji skloni vodikovoj krtosti
Zone-zahvaćene toplinom zavara s gustim dislokacijama i više kristalnih defekata, koje su sklone obogaćivanju vodikom;
Dijelovi cijevi podvrgnuti kiseljenju i uklanjanju kamenca bez temeljitog tretmana pečenja za uklanjanje vodika;
Područja katodne zaštite cjevovoda gdje dolazi do kontinuirane reakcije razvijanja vodika na metalnoj površini;
Hladno{0}}obrađeni savijeni laktovi s velikim preostalim unutarnjim naprezanjem i visokom učinkovitošću hvatanja vodika;
Lokalne rupičaste korozijske jame gdje zatvoreno mikrookruženje kontinuirano proizvodi atome vodika.
3. Glavni inducirajući čimbenici koji ubrzavaju kvar zbog vodikove krtosti
Procesu kiselog kiseljenja i uklanjanja kamenca nedostaju postupci pečenja pasivizacije i dehidrogenacije nakon rada;
Neispravna postavka parametra katodne zaštite dovedene struje dovodi do prekomjernog razvijanja vodika;
Medij sadrži kisele komponente, a katodno razvijanje vodika događa se tijekom dugotrajne-korozijske reakcije;
Cjevovod podnosi prekomjerni radni tlak i visoko vlačno naprezanje, što daje pokretačku snagu za širenje pukotine;
Materijali imaju mnoge unutarnje nedostatke kao što su uključci i pore, koji postaju zamke agregacije vodika.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Dodajte inhibitor rekombinacije vodika niske-koncentracije tijekom postupka kiseljenja
Smanjite stvaranje atomskog vodika na metalnoj površini iz izvora.
② Provedite toplinsku obradu dehidrogenacijom i potpuni popravak pasivizirajućeg filma nakon luženja i zavarivanja
Prisilite vodik unutar materijala da pobjegne i rekonstruirajte kompaktni zaštitni pasivni sloj.
③ Strogo optimizirajte potencijalne parametre katodne zaštite kako biste izbjegli preko-razvoj vodika za zaštitu
Kontrolirajte reakciju katode unutar sigurnog raspona bez pretjeranog taloženja vodika.
④ Ograničite projektirani radni tlak kako biste smanjili razinu vlačnog naprezanja matrice stijenke cijevi
Smanjite uvjete mehaničke vožnje za inicijaciju pukotina.
⑤ Redovito provodite ultrazvučno mikroskopsko otkrivanje nedostataka na ključnim tlačnim{0}}dionicama cijevi
Pronađite skrivene mikropukotine-izazvane vodikom prije puknuća prodora.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način liječenja i rada | Rizik od vodikove krtosti | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Izravno luženje bez dehidrogenacije + preko- katodna zaštita + rad pod visokim tlakom | U kratkom radnom razdoblju dolazi do iznenadnog krtog pucanja | Zaustavite rad za dehidrogenacijsko pečenje i podesite parametre zaštite |
| Kiseljenje sa suzbijanjem vodika + tretman dehidrogenacijom nakon -procesa + standardizirani zaštitni potencijal | Učinkovito blokira prodor vodika i unutarnje širenje pukotina | Standardna specifikacija protiv -vodikove krtosti za dekapiranje i zaštićene cjevovode za grijanje od nehrđajućeg čelika |
| In-nadzor koncentracije vodika na licu mjesta + post-toplinska obrada zavarivanja + periodično visoko-otkrivanje nedostataka | Izuzetno niska opasnost od krhkog loma | Preferirana shema za kiseli proces i katodno zaštićene cjevovodne sustave grijaćih cijevi |
Zaključak
Vodikova krhkost, krhko pucanje cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika 316 uzrokovano je nastajanjem vodika koji prodire u metalnu unutrašnjost kako bi se skupio i stvorio unutarnji tlak, što izaziva brzo širenje pukotine pod vlačnim naprezanjem. Osnovne mjere prevencije uključuju inhibiciju proizvodnje vodika tijekom kemijskog čišćenja, organiziranje pečenja dehidrogenacije i popravka pasivizacije, standardizaciju konstrukcije katodne zaštite, kontrolu opterećenja cjevovoda i jačanje redovite mikroskopske inspekcije nedostataka. Upravljanje cijelim-procesom zatvorene-petlje održavanja cjevovoda kemikalijama, postavljanje parametara anti-zaštite od korozije i povremena provjera opreme mogu eliminirati iznenadne sigurnosne nesreće zbog pucanja krhkosti uzrokovane vodikovom krtošću cjevovoda za grijanje.
