Vodikova krhkost pri krhkom lomu odnosi se na atomski vodik generiran elektrokemijskom korozijom, reakcijom luženja i katodnom zaštitom koji prodire u unutrašnjost metalne rešetke titanijske grijaće cijevi. Atomi vodika skupljaju se duž granica zrna, dislokacija i unutarnjih mikrodefekata kako bi formirali krte faze titan hidrida. Duktilnost i žilavost materijala naglo opadaju, pod utjecajem unutarnjeg zaostalog naprezanja, srednjeg tlaka i toplinskog izmjeničnog opterećenja niču sitne mikropukotine. Pukotine se brzo šire duž zona agregacije hidrida, što na kraju dovodi do iznenadnog krhkog loma tijela cijevi bez očite plastične deformacije. Ovaj kvar ima veliku iznenadnost, često uzrokuje pucanje cjevovoda i izbacivanje medija u cjevovodima grijanja koji nose tlak-s održavanjem dekapiranjem i reducirajućim medijem.
1. Infiltracija vodika i mehanizam hidridne krtosti
Titan ima izuzetno visoku topljivost za atome vodika pod visokom temperaturom i kiselim redukcijskim okruženjem. Tijekom korozije i ispiranja kiselinom vodikovi ioni dobivaju elektrone i pretvaraju se u aktivne atome vodika, koji prodiru kroz površinu metala i difundiraju u unutrašnjost matrice. Vodik se nakuplja na strukturnim defektima i taloži igličast-krti titan hidrid, koji cijepa strukturu granice metalnog zrna. Pod vanjskom silom ili toplinskim naprezanjem, mikropukotine niču na područjima distribucije hidrida i šire se transgranularno i intergranularno. Za razliku od širenja pukotine uslijed zamora s dugotrajnim-cikličkim opterećenjem, vodikova krtost pripada intrinzičnom pogoršanju žilavosti materijala, a lom se događa trenutačno nakon što se prekorači kritična koncentracija vodika.
2. Tipični položaji skloni vodikovoj krtosti
Zavareni spojevi i toplinski-pogođene zone s grubim zrnima i više defekata rešetke;
Dijelovi cijevi podvrgnuti luženju i kemijskom čišćenju bez naknadne obrade dehidrogenacijom;
Dijelovi cjevovoda pod katodnom zaštitom prekomjerne pritisnute struje dovode do prezaštićenog razvijanja vodika;
Područja unutarnjih stijenki u dugotrajnom-kontaktu s reducirajućim kiselim medijem i procesnom tekućinom-koja sadrži vodik;
Hladno{0}}obrađeni savijeni dijelovi cijevi s velikim zaostalim unutarnjim naprezanjem i lakim obogaćivanjem vodikom.
3. Glavni inducirajući čimbenici koji ubrzavaju slom krtosti
Otopini za dekapiranje nedostaju komponente za inhibiciju vodika, a tijekom uklanjanja rđe stvara se velika količina nascentnog vodika;
Nakon čišćenja kiselinom i konstrukcije zavarivanja ne provodi se proces pečenja dehidrogenacije;
Parametri katodne zaštite nerazumno su postavljeni s pretjeranim potencijalom što uzrokuje burnu reakciju razvijanja vodika;
Prijenosni medij sadrži jake redukcijske sastojke za kontinuiranu proizvodnju izvora propusnosti vodika;
Cijevi od titana zadržavaju visoko zaostalo naprezanje nakon savijanja i oblikovanja, ubrzavajući nastanak pukotina pod djelovanjem vodika.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Dodajte učinkovite inhibitore vodikove korozije u tekućinu za dekapiranje kako biste spriječili stvaranje atoma vodika
Temeljito isključite izvor infiltracije vodika tijekom kemijskog čišćenja.
② Provedite dehidrogenaciju na niskim-temperaturama, tretman pečenja za očuvanje topline nakon zavarivanja i ispiranja kiselinom
Izbacite difuzibilni vodik unutar metalne rešetke kako biste eliminirali uvjete taloženja hidrida.
③ Precizno prilagodite potencijal katodne zaštite kako biste izbjegli pretjeranu zaštitu i reakciju razvijanja vodika
Ograničite potencijal katode unutar sigurnog raspona protiv vodikove krtosti.
④ Optimizirajte tehnologiju oblikovanja cjevovoda i eliminirajte zaostalo naprezanje nakon-obrade putem žarenja za ublažavanje naprezanja
Smanjite mjesta oštećenja za agregaciju vodika i širenje pukotina.
⑤ Redovito provodite ultrazvučno otkrivanje nedostataka i pregled uzorkovanja sadržaja vodika za ključne tlačne{0}}nosive dijelove cijevi
Odvojite rane mikropukotine-izazvane vodikom prije krhkog loma.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način izgradnje i zaštite | Rizik loma od vodikove krtosti | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Neinhibirano kiseljenje + bez tretmana dehidrogenacijom + preko-zaštita katodna zaštita | Do iznenadnog krhkog loma dolazi u-razdoblju rada pod pritiskom | Nadopuniti pečenje dehidrogenacije i ispraviti postavke zaštitnih parametara |
| Dekapiranje s inhibitorom + standardizirani proces dehidrogenacije + točna kontrola potencijala zaštite | Učinkovito obuzdajte prodor vodika i taloženje krhke faze hidrida | Standardna konstrukcijska specifikacija za zavarivanje i održavanje-titanskog grijaćeg cjevovoda |
| Post{0}}cjelovito smanjenje naprezanja nakon zavarivanja + potencijal mrežne zaštite-praćenje u stvarnom vremenu + godišnje uzorkovanje performansi materijala | Izuzetno niske opasnosti od iznenadnog krhkog loma i srednje opasnosti od curenja | Preferirana shema za visoko{0}}smanjivanje srednjeg tlaka titanijske anti{1}}korozijske projekte mreže grijaćih cijevi |
Zaključak
Kvar vodikove krtosti titanijske grijaće cijevi uzrokovan je atomima vodika koji prodiru u metalnu matricu i stvaraju krti titan hidrid, koji izaziva brzo širenje pukotine i krti lom pod naprezanjem. Osnovne mjere prevencije uključuju dodavanje inhibitora kiseljenja, konfiguriranje toplinske obrade dehidrogenacijom, optimiziranje parametara katodne zaštite, uklanjanje zaostalog naprezanja pri obradi i provođenje redovite detekcije grešaka i ispitivanja sadržaja vodika. Upravljanje cijelim-procesom zatvorene-petlje obrade cjevovoda, operacije održavanja i postavljanje parametara anti{4}}zaštite od korozije može spriječiti iznenadne lomove i sigurnosne nezgode uzrokovane vodikovom krtošću tlačnih cjevovoda od titana.
