A hidrogén ridegség miatti rideg szakadási hiba arra utal, hogy az atomos hidrogén meghatározott munkakörülmények között behatol a 316 rozsdamentes acél csőmátrix belsejébe. A hidrogén felhalmozódik a szemcsehatárokon, diszlokációkban és mikro-hibákban az anyag belsejében, belső hidrogénnyomást generálva, és csökkenti a fémkristályszerkezetek közötti kötőerőt. Belső nyomás és külső húzófeszültség hatására apró repedések keletkeznek és gyorsan kitágulnak a csőfalon belül anélkül, hogy a makroszkopikus felületen nyilvánvaló plasztikus deformáció lépne fel, ami végül hirtelen rideg repedéshez és a fűtőcső közepes szivárgásához vezet. Ennek a meghibásodásnak rendkívül erős a hirtelensége és kiszámíthatatlansága, többnyire pácolásos kezeléssel, katódos védelemmel és hidrogénfejlődéses korróziós környezetben előforduló csővezetékekben.
1. Hidrogénáteresztő és rideg repedések terjedési mechanizmusa
Savas pácoló közegben vagy galvanikus korróziós katódreakcióban a hidrogénionok elektronokat szereznek, hogy rendkívül erős penetrációs képességű, születőben lévő atomos hidrogént hozzanak létre. A kis-méretű hidrogénatomok könnyen átjuthatnak a rozsdamentes acél felületén lévő passzív filmen, és bediffundálhatnak a fémrácsba. A belső mikroüregekben és szemcsehatárokon nagyszámú hidrogénatom gyűlik össze, hidrogénmolekulákká egyesülve hatalmas belső tágulási nyomást hozva létre. Eközben a hidrogén csökkenti a rozsdamentes acél szemcseközi kötési energiáját. Ha a belső hidrogénnyomás és a csővezeték karika húzófeszültségének együttes feszültsége meghaladja az anyag törési szívósságát, szemcseközi vagy transzgranuláris repedések keletkeznek és azonnal kitágulnak. Ellentétben a kloridionok által kiváltott feszültségkorróziós repedésekkel, a hidrogén ridegség okozta károkat a belső hidrogénbehatolás uralja, nem pedig a külső közeg elektrokémiai maratása.
2. Tipikus helyzetek, amelyek hajlamosak a hidrogénrepedés által okozott károkra
Hegesztési hővel{0}}a sűrű elmozdulásokkal és több kristályhibával rendelkező zónák, amelyek hajlamosak a hidrogén dúsítására;
Pácolásnak és vízkőmentesítésnek kitett csőszakaszok alapos hidrogéneltávolító sütőkezelés nélkül;
Csővezetékek katódos védőterületei, ahol a fémfelületen folyamatos hidrogénfejlődési reakció megy végbe;
Hidegen megmunkált-hajlított könyökök nagy maradék belső feszültséggel és nagy hidrogénbefogó hatásfokkal;
Helyi lyukkorróziós gödrök, ahol az elzárt mikrokörnyezet folyamatosan hidrogénatomokat termel.
3. Magindukáló tényezők, amelyek felgyorsítják a hidrogén ridegedési kudarcát
A savas pácolásos vízkőmentesítési eljárás során hiányzik a passziválás és a dehidrogénezés, a művelet utáni sütési eljárások;
A lenyomott áram katódos védelem nem megfelelő paraméterbeállítása túlzott hidrogénfejlődéshez vezet;
A közeg savas komponenseket tartalmaz, és a katód hidrogénfejlődése a hosszan tartó -korróziós reakció során megy végbe;
A csővezeték túlzott üzemi nyomást és nagy húzófeszültséget visel, ami hajtóerőt biztosít a repedések tágulásához;
Az anyagoknak számos belső hibája van, mint például zárványok és pórusok, amelyek hidrogén-aggregációs csapdákká válnak.
4. Teljes-Link megelőzési és ellenőrzési technikai intézkedések
① Adjon hozzá alacsony-koncentrációjú hidrogén-rekombinációs inhibitort a pácolás során
Csökkentse az atomos hidrogén képződését a fém felületén a forrásból.
② Hajtsa végre a dehidrogénező hőkezelést és a passzivációs film teljes javítását pácolás és hegesztés után
Kényszerítse a hidrogént az anyag belsejében, hogy távozzon, és egy kompakt passzív védőréteget hozzon létre.
③ Szigorúan optimalizálja a katódos védelmi potenciál paramétereit a túlzott-védelem hidrogénfejlődésének elkerülése érdekében
A katódreakciót biztonságos tartományon belül szabályozza túlzott hidrogénkiválás nélkül.
④ Korlátozza a tervezett üzemi nyomást a csőfal mátrixának húzófeszültségének csökkentése érdekében
Csökkentse a mechanikai hajtási feltételeket a repedés kialakulásához.
⑤ Rendszeresen végezzen ultrahangos mikroszkópos hibaészlelést a kulcsnyomású-csapágycsövek szakaszain
Keresse meg a rejtett hidrogén{0}}kiváltotta mikrorepedéseket, mielőtt a behatolás megszakadna.
5. Megelőzési hatások összehasonlító táblázata
表格
| Kezelés és működési mód | Hidrogén ridegedés veszélye | Alkalmazási javaslat |
|---|---|---|
| Közvetlen pácolás dehidrogénezés nélkül + túl-hatótávolságú katódos védelem + nagynyomású működés | Rövid üzemidő alatt hirtelen törékeny repedés lép fel | Állítsa le a működést a dehidrogénezéses sütéshez, és állítsa be a védelmi paramétereket |
| Pácolás hidrogénelnyomással + utó-folyamat dehidrogénezési kezelés + szabványos védelmi potenciál | Hatékonyan blokkolja a hidrogén behatolását és a belső repedés terjedését | Szabványos -hidrogénes ridegedés elleni specifikáció pácoláshoz és védett rozsdamentes acél fűtővezetékekhez |
| Hidrogénkoncentráció in-situ figyelése + hegesztési varrat-hőkezelés + időszakos nagy-érzékenységű hibaérzékelés | Rendkívül alacsony rideg törésbiztonsági kockázat | Előnyben részesített séma savas eljárású és katódvédett fűtőcsővezeték-rendszerekhez |
Következtetés
A 316 rozsdamentes acél fűtőcső hidrogén rideg törését a keletkező hidrogén okozza, amely behatol a fém belsejébe, hogy összegyűljön, és belső nyomást generáljon, ami a repedés gyors terjedését idézi elő húzófeszültség alatt. A fő megelőző intézkedések közé tartozik a hidrogéntermelés gátlása a vegyszeres tisztítás során, a dehidrogénezéses sütés és a passziválás javítása, a katódos védelem konstrukciójának szabványosítása, a csővezeték terhelési feszültségének szabályozása és a rendszeres mikroszkópos hibaellenőrzés megerősítése. A csővezeték vegyszeres karbantartásának teljes-folyamat zárt-hurkú kezelése, a korrózióvédelmi paraméterek beállítása és a berendezések időszakos ellenőrzése kiküszöbölheti a fűtővezetékek hidrogénridegsége által okozott hirtelen rideg szakadási biztonsági baleseteket.
