U uslovima rada za uklanjanje kamenca za kiseljenje, elektrohemijski tretman, galvanizaciju i kisele otpadne vode, cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika 316 su sklone kvaru vodoničnog krtljenja. Kada ioni vodonika u kiseloj sredini dobiju elektrone i prodru u unutrašnju rešetku nehrđajućeg čelika, atomi vodika se skupljaju na granicama zrna, dislokacijama i pozicijama koncentracije zaostalih napona. Akumulacija unutrašnjeg vodonika će stvoriti ogroman unutrašnji vlačni napon, što će dovesti do odgođenog krtog pucanja cijevi za grijanje pod radnim opterećenjem, čak i ako se na površini ne pojavi očigledna vanjska korozija. Hladno{4}}savijene komponente, zavarene zone{5}}zahvaćene toplinom i dijelovi s visokim zaostalim vlačnim naprezanjem imaju najveću osjetljivost na vodonično krtljenje. Za razliku od konvencionalnog pucanja od korozije pod naprezanjem, pucanje izazvano vodonikom- često se javlja iznenada nakon perioda rada, bez gotovo nikakve plastične deformacije prije loma, što predstavlja ozbiljne skrivene opasnosti po sigurnost opreme. Mnoga preduzeća se fokusiraju samo na efikasnost uklanjanja kamenca tokom kiselog čišćenja, zanemarujući prodiranje vodonika uzrokovano prekomjernim vremenom kiseljenja i visokom koncentracijom kiseline, što rezultira odgođenim krhkim lomovima cijevi za grijanje. Stoga, prevencija i kontrola vodoničnog krtosti cijelog procesa-moraju se provoditi od optimizacije procesa čišćenja, regulacije naprezanja i tretmana uklanjanja vodonika.
Otkazivanje krhkosti vodika prati tipičan mehanizam adsorpcije vodonika, penetracije, obogaćivanja i unutrašnjeg pucanja. U kiselim sredinama, vodikovi ioni se reduciraju u atomski vodik na površini od nehrđajućeg čelika. Atomski vodonik ima mali molekularni volumen i može lako proći kroz granice zrna u unutrašnjost metala. Područja s visokim zaostalim vlačnim naprezanjem će kontinuirano hvatati atome vodika, a kontinuirano agregiranje vodonika proizvodi unutarnji pritisak, koji potiče iniciranje i širenje mikropukotina. Pod vanjskim radnim opterećenjem i srednje korozijskom spregom, mikropukotine se brzo šire u prodorne krhke lomove. Tokom kiseljenja, prekomjerna koncentracija fluorovodonične kiseline, predugo vrijeme namakanja i visoka temperatura kiseljenja značajno će ubrzati prodiranje vodika. Zavarene i hladno{6}}obrađene cijevi za grijanje sa osiromašenim hromom-osiromašenim strukturama su osjetljivije na krtost vodonikom; kada se vodonik akumulira na granicama zrna, lako će doći do intergranularnog pucanja.
Ova studija predlaže četiri sistematske tehničke mjere za sprječavanje vodonične krtosti 316 cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika.
Prvo, optimizirajte formulu za čišćenje kiselinom i parametre procesa kako biste smanjili brzinu evolucije vodika. Odgovarajuće smanjite sadržaj fluorovodonične kiseline u rastvoru za kiseljenje i dodajte efikasan inhibitor evolucije vodonika kako biste inhibirali reakciju redukcije vodikovih jona na površini metala. Kontrolišite temperaturu kiseljenja ispod 40 stepeni i strogo ograničite vreme namakanja u roku od 12 minuta; lokalne tvrdokorne oksidne ljuske treba tretirati četkanjem umjesto dugotrajnog-potpunog potapanja. Izbjegavajte prekomjerno-kiseljenje koje ne samo da uzrokuje povećanje hrapavosti površine već i uvelike ubrzava prodiranje vodonika u matricu. Nakon tretmana kiselinom, potrebna je pravovremena neutralizacija i više-ispiranje deioniziranom vodom kako bi se potpuno uklonila zaostala kisela tekućina na površini cijevi.
Drugo, implementirajte tretman pečenja na niskoj-dehidrogenaciji za hladno-obrađene i zavarene cijevi za grijanje. Nakon kiseljenja i pasiviranja, stavite obradak u rernu na 200-230 stepeni na 2-4 sata čuvanja toplote, a zatim lagano hlađenje. Visoko{8}}pečenje na visokoj temperaturi može promovirati izlazak atoma vodonika koji ostaju unutar rešetke od nehrđajućeg čelika i eliminirati većinu difuzionog vodonika, u osnovi smanjujući rizik od obogaćivanja vodonikom-indukovanog odloženog pucanja. Za grijaće cijevi s velikom deformacijom savijanja ili zavarivanje sa debelim{11}}zidovima, produžite vrijeme održavanja dehidrogenacije na odgovarajući način kako biste osigurali dovoljnu desorpciju vodonika.
Treće, eliminirajte zaostalo vlačno naprezanje kako biste smanjili mjesta zarobljavanja vodonika. Izvedite nisko{1}}žarenje za ublažavanje naprezanja na hladno-savijenim i zavarenim cijevima za grijanje prije čišćenja kiselinom kako biste oslobodili zaostalo vlačno naprezanje prilikom formiranja i zavarivanja. Tretman sačmarenjem može pretvoriti površinsko vlačno naprezanje u napon pritiska, što može ograničiti skupljanje atoma vodonika na površini i blizu -površinskih defekata, značajno smanjujući podložnost materijala vodoničnom krtosti. Izbjegavajte sekundarno mehaničko grebanje i hladnu deformaciju gotovih grijaćih cijevi, kako ne bi došlo do stvaranja novih područja koncentracije naprezanja.
Četvrto, pojačajte praćenje rizika od vodonične krtosti u elektrohemijskim servisnim okruženjima. U radionicama za galvanizaciju i elektrolizu, razumno podesite radni napon kako biste izbjegli pretjeranu katodnu polarizaciju grijaćih cijevi, što će dovesti do velike količine vodonika na površini metala. Usvojite izjednačavanje potencijala i izolacionu izolaciju kako biste spriječili da cijevi za grijanje postanu katodne regije zalutalih strujnih petlji. Redovno detektujte mehaničke performanse ključnih cevi za serijsko grejanje kroz testove zatezanja sa malom brzinom deformacije da biste procenili osetljivost na krhkost vodonika i na vreme prilagodite srednju pH vrednost i šeme električne zaštite kada se otkriju skriveni rizici.
Ubrzani testovi za provjeru vodonične krtosti pokazuju da grijaće cijevi sa pečenjem dehidrogenacijom i tretmanom za ublažavanje naprezanja nemaju odloženo pucanje nakon dugotrajnog-održavanja kiselog okruženja. Nasuprot tome, radni komadi bez uklanjanja vodonika skloni su krtom lomu unutar 6-11 mjeseci rada. U zaključku, dodavanje inhibitora vodonika u kiselo čišćenje, implementacija standardizovanog pečenja dehidrogenacijom, eliminisanje zaostalih vlačnih naprezanja i optimizacija elektrohemijskih radnih uslova mogu efikasno blokirati prodiranje vodonika i puteve obogaćivanja. Ove kontrolne mjere izbjegavaju iznenadni lomljivi kvar uzrokovan vodoničnim krtošću, jamče strukturni integritet cijevi za grijanje od 316 nehrđajućeg čelika u kiselim i elektrohemijskim industrijskim okruženjima i uvelike poboljšavaju sigurnost rada opreme.
