A hidrogén ridegség miatti rideg törési hiba az elektrokémiai korrózió, pácolási reakció és a katódvédelem által termelt atomos hidrogénre utal, amely behatol a titán fűtőcső fémrácsának belsejébe. A hidrogénatomok a szemcsehatárok mentén összegyűlnek, diszlokációk és belső mikrohibák mentén titán-hidrid rideg fázisokat képeznek. Az anyag rugalmassága és szívóssága meredeken csökken, belső maradékfeszültség, közepes nyomás és váltakozó termikus terhelés hatására apró mikrorepedések keletkeznek. A repedések gyorsan kitágulnak a hidrid aggregációs zónái mentén, ami végül a csőtest hirtelen rideg töréséhez vezet, nyilvánvaló képlékeny deformáció nélkül. Ez a meghibásodás erősen hirtelen jelentkezik, és gyakran okoz csőtörést és közeg kilökődést a nyomású-csapágyfűtési csővezetékekben pácolás karbantartásával és redukáló közeggel.
1. Hidrogén beszivárgás és hidrid ridegségi mechanizmus
A titán rendkívül jól oldja a hidrogénatomokat magas hőmérsékleten és savas redukciós környezetben. A korrózió és a savas mosás során a hidrogénionok elektronokat szereznek és aktív hidrogénatomokká alakulnak, amelyek áthatolnak a fém felületén és bediffundálnak a mátrix belsejébe. A hidrogén felhalmozódik a szerkezeti hibáknál, és tűszerű csapadékot -csap ki, mint a rideg titán-hidrid, ami meghasítja a fémszemcse-határszerkezetet. Külső erő vagy termikus igénybevétel hatására a mikrorepedések a hidrid eloszlási területein csíráznak, és transzgranulárisan és szemcsék között terjednek. Ellentétben a kifáradásos repedések hosszú távú, ciklikus terheléssel történő tágulásával{5}}, a hidrogén ridegsége az anyag belső szívósságának romlásához tartozik, és a törés a kritikus hidrogénkoncentráció túllépése után azonnal megtörténik.
2. Tipikus pozíciók, amelyek hajlamosak a hidrogénrepedés által okozott károkra
Hegesztett kötések és hőhatás{0}}zónák durva szemcsékkel és több rácshibával;
Pácolásnak és vegyszeres tisztításnak alávetett csőszakaszok utólagos dehidrogénezési kezelés nélkül;
A csővezeték részei túlzott nyomás alatti katódos védelem alatt állnak, ami a hidrogénfejlődés túlzott védelméhez vezet;
A redukáló savas közeggel és hidrogén{1}}tartalmú technológiai folyadékkal tartósan{0}}kontaktusban lévő belső falfelületek;
Hidegen-megmunkált hajlított csőszakaszok nagy maradék belső feszültséggel és könnyű hidrogéndúsítással.
3. A ridegedési kudarcot felgyorsító fő indukáló tényezők
A pácoló oldatból hiányoznak a hidrogéngátló komponensek, és a rozsdamentesítés során nagy mennyiségű keletkező hidrogén keletkezik;
A savas tisztítás és a hegesztés után nincs dehidrogénezési sütési folyamat;
A katódos védelmi paraméterek ésszerűtlenül vannak beállítva túlzott potenciállal, ami heves hidrogénfejlődési reakciót okoz;
A szállítóközeg erős redukáló összetevőket tartalmaz, hogy folyamatosan hidrogén-permeációs forrásokat állítson elő;
A titán csövek hajlítás és alakítás után nagy maradékfeszültséget tartanak fenn, ami felgyorsítja a repedés kialakulását hidrogén hatására.
4. Teljes-Link megelőzési és ellenőrzési technikai intézkedések
① Adjon hatékony hidrogénkorróziógátlókat a pácoló folyadékhoz, hogy megakadályozza a hidrogénatom képződését
Alapvetően zárja le a hidrogén beszivárgó forrását a vegyszeres tisztítás során.
② Alacsony-hőmérsékletű dehidrogénezéses hőtartós sütési kezelés végrehajtása hegesztés és savas mosás után
Hajtsa ki a diffúzióképes hidrogént a fémrácsból, hogy kiküszöbölje a hidrid kiválási körülményeit.
③ Pontosan állítsa be a katódos védelmi potenciált a túlzott védelem és a hidrogénfejlődési reakció elkerülése érdekében
Korlátozza a katód potenciálját a biztonságos tartományon belül a hidrogén ridegség ellen.
④ Optimalizálja a csővezeték-alakítási technológiát, és kiküszöböli a feldolgozás utáni-maradványfeszültséget feszültségcsökkentő izzítással
Csökkentse a hidrogén-aggregáció és a repedések terjedésének hibahelyeit.
⑤ Rendszeresen végezzen ultrahangos hibaérzékelést és hidrogéntartalom-mintavételezést a kulcsnyomás-csapágycsövek szakaszainál
Szűrje ki a korai hidrogén{0}} által kiváltott mikrorepedéseket a rideg törés előtt.
5. Megelőzési hatások összehasonlító táblázata
表格
| Építési és védelmi mód | Hidrogéntöredezéses törésveszély | Alkalmazási javaslat |
|---|---|---|
| Gátlástalan pácolás + dehidrogénezés nélküli kezelés + túl-katódos védelem | Nyomástartós{0}}üzemidőben hirtelen rideg törés lép fel | Kiegészítse a dehidrogénezési sütést és javítsa a védelmi paraméterek beállítását |
| Pácolás inhibitorral + szabványos dehidrogénezési eljárás + pontos védelmi potenciál szabályozás | Hatékonyan gátolja a hidrogén behatolását és a hidrid rideg fázisú kiválást | Szabványos konstrukciós specifikáció nyomós{0}}titán fűtőcsővezetékek hegesztéséhez és karbantartásához |
| Utáni-hegesztési integrált feszültségcsökkentés + online védelem potenciális valós idejű-figyelés + éves anyagteljesítmény-mintavétel | Rendkívül alacsony a hirtelen törékeny törés és közepes szivárgás biztonsági kockázata | Előnyben részesített séma nagy{0}}nyomáscsökkentő közepes titán korróziógátló-fűtőcsőhálózati projektekhez |
Következtetés
A titán fűtőcső hidrogén ridegségének meghibásodását az okozza, hogy a hidrogénatomok behatolnak a fémmátrixba, és rideg titán-hidridet képeznek, amely feszültség hatására gyors repedéstágulást és rideg törést idéz elő. A fő megelőző intézkedések közé tartozik a pácolásgátlók hozzáadása, a dehidrogénezési hőkezelés konfigurálása, a katódos védelmi paraméterek optimalizálása, a feldolgozási maradékfeszültség kiküszöbölése, valamint a rendszeres hibaészlelés és hidrogéntartalom-vizsgálat. A csővezeték-feldolgozás, a karbantartási műveletek és a korrózióvédelmi -korrózióvédelmi paraméterek teljes-folyamat zárt{3}}hurkú kezelése megelőzheti a hirtelen töréseket és a biztonsági baleseteket, amelyeket a titán fűtőnyomású csővezetékek hidrogénridegsége okoz.
