Pucanje izazvano vodonikom (HIC) odnosi se na atome vodika koji prodiru u unutrašnjost matrice od nehrđajućeg čelika i skupljaju se na granicama zrna, inkluzijama i unutrašnjim defektima. Molekule vodika stvaraju ogroman unutrašnji pritisak, koji stvara pukotine unutar materijala bez očigledne vanjske korozije. Pod radnim naprezanjem, pukotine se brzo šire i uzrokuju iznenadni lomljivi lom cijevi za grijanje. Ova vrsta kvara ima izuzetno visoku prikrivenost i slučajnost, što često dovodi do nesreća s pucanjem opreme pod normalnim radnim pritiskom.
1. Princip formiranja unutrašnje vodonične pukotine
U procesima kiseljenja, katodne zaštite, korozije kiselog medija i zavarivanja, vodikovi joni dobijaju elektrone za stvaranje atoma vodika. Sićušni atomi H mogu prodrijeti kroz pasivni film i difundirati u metalnu rešetku od nehrđajućeg čelika 316. Atomi vodika kontinuirano migriraju i akumuliraju se na materijalnim defektima kao što su inkluzije šljake, dislokacijske zone i granice zrna, te se spajaju u plinoviti vodonik. Budući da molekule vodonika ne mogu pobjeći prema van, stvara se ogroman unutrašnji zatezni pritisak unutar male šupljine. Kada unutrašnje naprezanje premašuje žilavost materijala na lom, mikropukotine pokreću i šire se duž sučelja slabe faze. Pod opterećenjem termičkog ciklusa i radnim pritiskom, pukotine se šire kroz debljinu zida direktno, što dovodi do krtog curenja rupture.
2. Glavni izvori infiltracije vodonika
Proces uklanjanja rđe kiselinom kiselinom: Hlorovodonična kiselina i mešana kiselina korodiraju čelik i proizvode veliku količinu vodonika u nastajanju;
Prekomjerna{0}}zaštita katodnog sistema sa impresivnom strujom: Prekomjerna polarizacija pokreće nasilnu evoluciju vodonika na metalnoj površini;
Dugotrajna{0}}služba u otpadnim vodama koje sadrže vodonik sulfid-: Sulfidni joni promovišu ulazak vodonika u matricu;
Zavarivanje bez zaštite od plina: Vlaga u zraku se razlaže u vodonik i ulazi u metal šava;
Mehanička obrada sa vodonikom-koja sadrži tekućinu za rezanje koja dovodi do površinske apsorpcije vodonika.
3. Ključni faktori koji ubrzavaju pucanje vodonika
Visoko zaostalo naprezanje unutar radnog komada od savijanja i oblikovanja zavarivanjem;
Obilne unutrašnje nemetalne inkluzije u osnovnom materijalu, koje obezbjeđuju mjesta za prikupljanje vodonika;
Nisko pH kiselo okruženje uvelike poboljšava brzinu evolucije vodonika;
Radni uslovi niske temperature smanjuju brzinu difuzije vodika i ubrzavaju lokalno obogaćivanje.
4. Hijerarhijske mjere prevencije i eliminacije
① Standardizirajte proces kiseljenja i dodajte inhibitor vodonika
Dodajte poseban usporivač propusnosti vodika u rastvor za kiseljenje da biste suzbili stvaranje atoma vodika; strogo kontrolirajte vrijeme kiseljenja kako biste izbjegli prekomjernu-koroziju i pretjeranu apsorpciju vodonika.
② Strogo kontrolirajte raspon potencijala katodne zaštite
Izbjegavajte pretjeran negativan polarizacijski potencijal; postaviti gornji granični zaštitni potencijal kako bi se suštinski prekinuo interval reakcije evolucije vodonika.
③ Izvršite termičku obradu pečenja dehidrogenacijom
Nakon kiseljenja i zavarivanja, izvršite nisko{0}}održavanje topline pečenja kako biste omogućili da unutrašnji vodonik difundira i izađe iz matrice, eliminišući skrivenu opasnost od obogaćivanja vodonikom.
④ Poboljšajte čistoću sirovina i kvalitet zavarivanja
Odaberite cijev od nehrđajućeg čelika s niskim-uključenjem; usvojite dvostrano-zavarivanje sa argonom u zaštiti kako biste smanjili poroznost šava i izvore oštećenja gdje se akumulira vodonik.
⑤ Optimizirajte strukturu kako biste smanjili zaostalo vlačno naprezanje
Provedite žarenje za ublažavanje napona nakon-formiranja kako biste smanjili unutrašnje polje zateznog naprezanja i smanjili pogonsku silu za širenje pukotine.
5. Tabela poređenja efekata prevencije
表格
| Način proizvodnje i usluge | Rizik od pucanja vodonika | Prijedlog za optimizaciju |
|---|---|---|
| Neograničeno kiseljenje + bez tretmana dehidrogenacijom | Visok rizik od skrivenog prijeloma | Mora se dodati inhibitor i proces pečenja |
| Kiseljenje sa inhibitorom + post-dehidrogenacija | Basic eliminira obogaćivanje vodonikom | Standardna proizvodnja obavezna procedura |
| Nisko{0}}sirov materijal + žarenje za ublažavanje naprezanja | Minimalna tendencija pucanja | Preferirani proces{0}}grijane cijevi visokog pritiska |
Zaključak
Pucanje izazvano vodonikom potiče od prodiranja atoma vodonika, agregacije i loma unutrašnjeg pritiska unutar metala. Glavna kontrolna sredstva su smanjenje kanala za generiranje vodonika, promoviranje izlaza vodika prema van i smanjenje unutrašnjeg naprezanja i oštećenja materijala. Regulisanjem veza za kiseljenje, katodnu zaštitu, zavarivanje i naknadnu-toplinsku obradu, može se efikasno eliminisati rizik od iznenadnog krtog loma 316 grijaćih cijevi uzrokovanog krhkošću vodonika.
