Pokanje, povzročeno z vodikom (HIC), se nanaša na vodikove atome, ki pronicajo v notranjost matrice iz nerjavečega jekla in se zbirajo na mejah zrn, vključkih in notranjih napakah. Molekule vodika tvorijo ogromen notranji pritisk, ki ustvarja razpoke znotraj materiala brez očitne zunanje korozije. Pod delovno obremenitvijo se razpoke hitro razširijo in povzročijo nenaden krhek zlom grelne cevi. Ta vrsta okvare ima izjemno visoko stopnjo prikritosti in naključnosti, kar pogosto povzroči nesreče, ki počijo opremo pod normalnim delovnim tlakom.
1. Načelo nastanka notranjih vodikovih razpok
Pri dekapiranju, katodni zaščiti, koroziji v kislem mediju in pri varjenju vodikovi ioni pridobijo elektrone, da ustvarijo vodikove atome. Majhni atomi H lahko prodrejo skozi pasivni film in difundirajo v kovinsko mrežo nerjavečega jekla 316. Atomi vodika nenehno migrirajo in se kopičijo na materialnih napakah, kot so vključki žlindre, dislokacijske cone in meje zrn, ter se združujejo v vodikov plin. Ker molekule vodika ne morejo uiti navzven, se v majhni votlini ustvari ogromen notranji natezni tlak. Ko notranja napetost preseže lomno žilavost materiala, nastanejo mikrorazpoke in se razširijo vzdolž meje šibke faze. Pod obremenitvijo termičnega cikla in delovnim tlakom se razpoke širijo neposredno skozi debelino stene, kar povzroči puščanje zaradi krhkega porušitve.
2. Glavni viri infiltracije vodika
Postopek odstranjevanja rje s kislinskim luženjem: klorovodikova kislina in mešana kislina razjedata jeklo in proizvajata veliko količino nastajajočega vodika;
Pre-zaščita katodnega sistema z vtisnjenim tokom: čezmerna polarizacija sproži burno razvijanje vodika na kovinski površini;
Dolgo{0}}delovanje v odpadnih vodah,-ki vsebujejo vodikov sulfid: sulfidni ioni spodbujajo vstop vodika v matriks;
Varjenje brez zaščitnega plina: vlaga v zraku razpade na vodik in vstopi v zvar;
Mehanska obdelava z vodikovo-vsebujočo rezalno tekočino, ki povzroči površinsko absorpcijo vodika.
3. Ključni dejavniki, ki pospešujejo vodikovo krekiranje
Visoka natezna zaostala napetost znotraj obdelovanca zaradi upogibanja in oblikovanja z varjenjem;
Obilni notranji ne{0}}kovinski vključki v osnovnem materialu, ki zagotavljajo mesta zbiranja vodika;
Kislo okolje z nizkim pH močno izboljša hitrost razvijanja vodika;
Delovni pogoji pri nizki temperaturi zmanjšajo hitrost difuzije vodika in pospešijo lokalno obogatitev.
4. Hierarhični ukrepi za preprečevanje in odpravo
① Standardizirajte postopek luženja in dodajte inhibitor vodika
V raztopino za luženje dodajte poseben zaviralec prepustnosti vodika, da preprečite nastajanje atoma vodika; strogo nadzorujte čas luženja, da se izognete prekomerni-koroziji in prekomerni absorpciji vodika.
② Strogo nadzorujte razpon potenciala katodne zaščite
Izogibajte se pretiranemu negativnemu polarizacijskemu potencialu; nastavite zgornjo mejo zaščitnega potenciala, da popolnoma prekinete reakcijski interval sproščanja vodika.
③ Izvedite toplotno obdelavo dehidrogenacije pri pečenju
Po dekapiranju in varjenju izvedite ohranjanje toplote pri nizki-temperaturi pečenja, da omogočite difuzijo notranjega vodika in uhajanje iz matrice ter odpravite skrito nevarnost obogatitve z vodikom.
④ Izboljšajte čistost surovin in kakovost varjenja
Izberite cev iz nerjavečega jekla z nizko stopnjo-vključitve; uporabite dvo-stransko argonsko zaščitno varjenje, da zmanjšate poroznost zvara in vire napak, kjer se kopiči vodik.
⑤ Optimizirajte strukturo za zmanjšanje preostale natezne napetosti
Izvedite žarjenje za razbremenitev napetosti po-oblikovanju, da zmanjšate polje notranjih nateznih napetosti in zmanjšate gonilno silo za širjenje razpok.
5. Primerjalna tabela preventivnih učinkov
表格
| Način proizvodnje in storitev | Tveganje vodikovega razpokanja | Predlog za optimizacijo |
|---|---|---|
| Neomejeno luženje + brez dehidrogenacije | Visoko tveganje prikritega zloma | Dodati je treba inhibitor in postopek pečenja |
| Dekapiranje z inhibitorjem + dehidrogenacija po-postopku | Osnovno odpraviti obogatitev z vodikom | Standardni obvezni postopek proizvodnje |
| Surovine z nizko- vsebnostjo + žarjenje za razbremenitev napetosti | Minimalna nagnjenost k pokanju | Prednostni-proces visokotlačne grelne cevi |
Zaključek
Razpoke, ki jih povzroča vodik, izvirajo iz prepustnosti vodikovega atoma, agregacije in notranjega tlaka, ki se zlomi znotraj kovine. Glavno krmilno sredstvo je zmanjšanje kanalov za nastajanje vodika, spodbujanje uhajanja vodika navzven ter zmanjšanje notranjih napetosti in napak v materialu. Z regulacijo luženja, katodne zaščite, varjenja in povezav po -toplotni obdelavi je mogoče učinkovito odpraviti tveganje nenadnega krhkega loma 316 grelnih cevi, ki ga povzroči vodikova krhkost.
