Το τιτάνιο έχει μια εξαιρετικά ισχυρή τάση να απορροφά το υδρογόνο. Τα άτομα υδρογόνου που παράγονται κατά την αφαίρεση αλάτων, τη συγκόλληση, την καθοδική προστασία και τη διάβρωση του όξινου μέσου διεισδύουν στη μήτρα του τιτανίου. Όταν η διαλυτότητα του υδρογόνου υπερβαίνει το όριο κορεσμού, το εύθραυστο υδρίδιο του τιτανίου καθιζάνει κατά μήκος των ορίων και των εξαρθρώσεων των κόκκων, μειώνοντας δραστικά την πλαστικότητα και τη σκληρότητα του υλικού. Υπό το φορτίο θερμικού κύκλου, την τάση συναρμολόγησης και την εσωτερική μέση πίεση, οι μικρορωγμές φυτρώνουν γρήγορα και επεκτείνονται κατά μήκος των ζωνών διανομής υδριδίου, με αποτέλεσμα την ξαφνική εύθραυστη ρήξη του σωλήνα θέρμανσης χωρίς εμφανή πλαστική παραμόρφωση. Η ευθραυστότητα του υδρογόνου είναι ένας από τους πιο καταστροφικούς τρόπους ξαφνικής αστοχίας για εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας τιτανίου.
1. Μικρο-Μηχανισμός απορρόφησης υδρογόνου και ευθραυστότητας
Το εκκολαπτόμενο υδρογόνο που παράγεται σε διαβρωτικές συνθήκες εργασίας περνά εύκολα μέσα από το λεπτό παθητικό φιλμ διοξειδίου του τιτανίου και διαχέεται στο πλέγμα τιτανίου. Με συνεχή συσσώρευση υδρογόνου, το υπερκορεσμένο υδρογόνο συνδυάζεται με τιτάνιο για να σχηματίσει νιφάδες, σκληρές και εύθραυστες φάσεις υδριδίου του τιτανίου. Η φάση υδριδίου έχει αναντιστοιχίες θερμικής διαστολής και μηχανικών ιδιοτήτων με το βασικό μέταλλο τιτανίου, προκαλώντας σοβαρή υπολειμματική τάση διεπιφανείας. Η τάση εφελκυσμού συγκεντρώνεται σε θέσεις καθίζησης υδριδίου για να σχίσει τη μήτρα και να σχηματίσει μικρορωγμές. Οι ρωγμές διαδίδονται γρήγορα κατά μήκος του δικτύου υδριδίου μέχρι να διεισδύσουν στο τοίχωμα του σωλήνα και να προκαλέσουν διαρροή και θραύση. Σε αντίθεση με τη ρωγμή που προκαλείται από το υδρογόνο- από ανοξείδωτο χάλυβα, η ευθραυστότητα του τιτανίου κυριαρχείται από την κατακρήμνιση φάσης υδριδίου και τη διάσπαση της διεπαφής φάσης.
2. Βασικές διαδικασίες εργασίας επιρρεπείς σε εισροή υδρογόνου
Πίκρωση με οξύ για απομάκρυνση οξειδίων χωρίς αναστολείς υδρογόνου, που οδηγεί σε μαζική διείσδυση υδρογόνου.
Συγκόλληση χωρίς πλήρη θωράκιση αργού, όπου η υγρασία αποσυντίθεται σε υδρογόνο και εισβάλλει στο μέταλλο συγκόλλησης.
Υπερ-προστατευμένη καθοδική προστασία με υπερβολικά αρνητικό δυναμικό που προκαλεί βίαιη αντίδραση έκλυσης υδρογόνου.
Μακροχρόνια-βύθιση σε υδροφθορικό οξύ, φθοριούχα λύματα και ισχυρά όξινα διαβρωτικά υγρά.
Σφραγισμένη αποθήκευση με υπολειμματικούς υδρατμούς μέσα σε σωλήνες, οι οποίοι αποσυντίθενται σε υδρογόνο υπό συνθήκες θέρμανσης.
3. Κύριοι Παράγοντες που Επιδεινώνουν την Ευθραυστότητα του Υδρογόνου
Χωρίς ψήσιμο αφυδρογόνωσης μετά από διεργασίες που εισάγουν υδρογόνο- όπως η αποξήρανση και η συγκόλληση.
Χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας που εμποδίζει τη διαφυγή υδρογόνου και επιταχύνει την καθίζηση υδριδίων.
Υψηλή υπολειμματική τάση εφελκυσμού από ψυχρή κάμψη και σχηματισμό που μειώνει το κρίσιμο όριο ρωγμής.
Επιφανειακές γρατσουνιές και εγκλείσματα που λειτουργούν ως θέσεις συσσωμάτωσης υδρογόνου προτεραιότητας.
Άμεση επαφή με ανόμοια μέταλλα που προκαλούν γαλβανική διάβρωση και πρόσθετη παραγωγή υδρογόνου.
4. Συστηματική Ολόκληρη-Σύνδεση Μέτρων Προληπτικού Ελέγχου
① Προσθέστε αναστολέα υδρογόνου κατά τη διαδικασία αποξήρωσης
Χρησιμοποιήστε ειδικά πρόσθετα τουρσί για να περιορίσετε την αντίδραση μείωσης ιόντων υδρογόνου. ελέγχετε αυστηρά τη διάρκεια του τουρσί για να αποτρέψετε την υπερβολική διάβρωση.
② Εφαρμόστε την πλήρη προδιαγραφή συγκόλλησης προστασίας διπλής-όψης αργού
Απομονώστε εντελώς τον αέρα και την υγρασία. στεγνώστε καλά τα καλώδια πλήρωσης συγκόλλησης πριν από τη χρήση για να εξαλείψετε τις πηγές υδρογόνου.
③ Βαθμονόμηση του εύρους δυναμικού καθοδικής προστασίας
Απαγορεύστε την υπερβολική υπερπροστασία αρνητικού δυναμικού για να διακόψετε την αντίδραση έκλυσης υδρογόνου στην πηγή.
④ Εκτελέστε θερμική επεξεργασία αφυδρογόνωσης χαμηλής- θερμοκρασίας
Μονώστε τα τεμάχια εργασίας στους 200~300 βαθμούς για αρκετό χρόνο για να διώξετε το διαλυμένο υδρογόνο έξω από τη μήτρα.
⑤ Βελτιστοποιήστε τη σύνθεση του μέσου και τακτικές μη καταστροφικές δοκιμές
Μειώστε τη συγκέντρωση φθορίου και ισχυρού οξέος στο υγρό διεργασίας. να εφαρμόζετε περιοδικά επιθεώρηση με υπερήχους για να ανιχνεύσετε εσωτερικές ρωγμές που προκαλούνται από υδρίδιο-.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Λειτουργία Διαδικασίας & Εξυπηρέτησης | Κίνδυνος ευθραυστότητας υδρογόνου | Πρόταση εφαρμογής |
|---|---|---|
| Πίκρωση χωρίς αναστολέα + χωρίς ψήσιμο αφυδρογόνωσης | Εξαιρετικά υψηλός κίνδυνος ξαφνικού εύθραυστου κατάγματος | Διορθώστε τη διαδικασία και πραγματοποιήστε αμέσως αφυδρογόνωση |
| Προσθήκη αναστολέα + αφυδρογόνωση μετά την{1}}διεργασία ψησίματος | Βασικά εξάλειψη των κινδύνων εμπλουτισμού υδρογόνου | Υποχρεωτική τυπική διαδικασία για εξαρτήματα τιτανίου |
| Πλήρης συγκόλληση με θωρακισμένη αργό-+ έλεγχος σύνθεσης μέσου | Μακροπρόθεσμη-σταθερή απόδοση κατά της-ευθραυστότητας | Σχέδιο προτεραιότητας για φθόριο-που περιέχει σκληρές συνθήκες εργασίας |
Σύναψη
Η ευθραυστότητα υδρογόνου των σωλήνων θέρμανσης τιτανίου προέρχεται από τη διείσδυση υδρογόνου στη μήτρα, την καθίζηση εύθραυστων φάσεων υδριδίου και τη διεπιφανειακή ρωγμάτωση. Οι βασικές μέθοδοι ελέγχου περιλαμβάνουν το κλείδωμα των καναλιών παραγωγής υδρογόνου στις διαδικασίες παραγωγής, την εξαναγκασμό διαφυγής υδρογόνου μέσω θερμικής επεξεργασίας, την εξάλειψη της υπολειμματικής τάσης εφελκυσμού και τη βελτίωση της διαβρωτικής ικανότητας του μέσου. Η διαχείριση κλειστού-βρόχου της επεξεργασίας επιφανειών, η συγκόλληση, η αντιδιαβρωτική προστασία και η τακτική επιθεώρηση μπορούν να εξαλείψουν αποτελεσματικά τα ξαφνικά ατυχήματα ρήξης που προκαλούνται από την ευθραυστότητα υδρογόνου του εξοπλισμού θέρμανσης τιτανίου.
