Τα υλικά τιτανίου έχουν εξαιρετικά υψηλή ευαισθησία απορρόφησης υδρογόνου. Τα άτομα υδρογόνου που παράγονται από το τουρσί, τη συγκόλληση, την καθοδική προστασία και τη διάβρωση του όξινου μέσου θα διεισδύσουν στη μήτρα του τιτανίου. Το υδρογόνο συσσωρεύεται στις εξαρθρώσεις, στα όρια των κόκκων και στα εσωτερικά ελαττώματα για να σχηματίσει εύθραυστες φάσεις υδριδίου, μειώνοντας δραστικά την ολκιμότητα και τη σκληρότητα των σωλήνων τιτανίου. Υπό την πίεση λειτουργίας, οι μικρορωγμές βλασταίνουν και διαστέλλονται γρήγορα, οδηγώντας σε εύθραυστο ράγισμα και ξαφνική ρήξη του σωλήνα θέρμανσης χωρίς εμφανή πλαστική παραμόρφωση. Η ευθραυστότητα υδρογόνου είναι ένας από τους πιο καταστροφικούς τρόπους κρυφής αστοχίας για εξαρτήματα ανταλλαγής θερμότητας τιτανίου.
1. Μικρο-Μηχανισμός ευθραυστότητας του πυρήνα υδρογόνου
Τα εκκολαπτόμενα άτομα υδρογόνου που παράγονται σε διαβρωτικά περιβάλλοντα μπορούν εύκολα να περάσουν μέσα από το φιλμ παθητικοποίησης του διοξειδίου του τιτανίου και να διαχυθούν στο μεταλλικό πλέγμα. Όταν η συγκέντρωση του υδρογόνου υπερβαίνει το όριο στερεάς διαλυτότητας του τιτανίου, το υδρίδιο του τιτανίου με σκληρές και εύθραυστες ιδιότητες καθιζάνει κατά μήκος των ορίων των κόκκων. Οι φάσεις υδριδίου έχουν ανεπαρκή συντονισμό με τη μήτρα τιτανίου, δημιουργώντας σοβαρή εσωτερική καταπόνηση στις διεπαφές φάσεων. Υπό θερμικό κύκλο, καταπόνηση συναρμολόγησης και μέτρια πίεση, οι μικροσκοπικές ρωγμές ξεκινούν στις θέσεις καθίζησης υδριδίου. Αυτές οι ρωγμές διαδίδονται κατά μήκος των διαδρομών διανομής υδριδίου με εξαιρετικά γρήγορο ρυθμό, διεισδύοντας τελικά στο τοίχωμα του σωλήνα και προκαλώντας διαρροή κατάγματος. Σε αντίθεση με τη ρωγμή που προκαλείται από υδρογόνο από ανοξείδωτο χάλυβα, η ευθραυστότητα του τιτανίου κυριαρχείται από την καθίζηση υδριδίου και την ευθραυστότητα φάσης.
2. Τυπικοί σύνδεσμοι εργασίας όπου συμβαίνει διήθηση υδρογόνου
Αφαλάτωση οξίνου τουρσί χωρίς αναστολέα υδρογόνου, που προκαλεί τεράστια διείσδυση υδρογόνου κατά την αφαίρεση του οξειδίου.
Απροστάτευτη συγκόλληση με αποσύνθεση υγρασίας που δημιουργεί υδρογόνο που εισβάλλει στο μέταλλο συγκόλλησης.
Υπερβολικό αρνητικό δυναμικό στο σύστημα καθοδικής προστασίας που προκαλεί βίαιη αντίδραση έκλυσης υδρογόνου.
Μακροχρόνια-βύθιση σε υδροφθορικό οξύ, φθόριο-που περιέχει λύματα και όξινα διαβρωτικά μέσα.
Υπολειπόμενοι υδρατμοί μέσα στο σωλήνα κατά τη διάρκεια της σφραγισμένης αποθήκευσης αποσυντίθενται σε υδρογόνο υπό συνθήκες θέρμανσης.
3. Βασικοί παράγοντες που επιδεινώνουν την ευθραυστότητα του υδρογόνου του τιτανίου
Έλλειψη επεξεργασίας ψησίματος απαερίωσης μετά από διαδικασίες απορρόφησης υδρογόνου όπως η αποξήρανση και η συγκόλληση.
Χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας που μειώνει την απόδοση διαφυγής υδρογόνου και επιταχύνει την καθίζηση υδριδίων.
Υψηλή υπολειμματική τάση εφελκυσμού από την κάμψη και τη διαμόρφωση μειώνοντας το κρίσιμο όριο για ρωγμές.
Επιφανειακές γρατσουνιές και εγκλείσματα που χρησιμεύουν ως προνομιακές θέσεις συγκέντρωσης για το υδρογόνο.
Άμεση επαφή με ανόμοια μέταλλα που προκαλούν γαλβανική διάβρωση και πρόσθετη παραγωγή υδρογόνου.
4. Συστηματικά Πλήρη{1}}Μέτρα Πρόληψης Διαδικασιών
① Προσθέστε αναστολέα απορρόφησης υδρογόνου κατά τη διαδικασία αποξήρωσης
Τα ειδικά διαμορφωμένα πρόσθετα τουρσί καταστέλλουν την αντίδραση μείωσης ιόντων υδρογόνου. ελέγχετε αυστηρά τη διάρκεια του τουρσί για να αποφύγετε την υπερβολική-διάβρωση.
② Εφαρμόστε αυστηρές προδιαγραφές συγκόλλησης θωράκισης αργού
Υιοθετήστε διπλή-πλήρη προστασία αργού διπλής όψης για να απομονώσετε τον αέρα και την υγρασία. στεγνώστε καλά τις ράβδους πλήρωσης συγκόλλησης πριν από τη χρήση.
③ Βαθμονόμηση του εύρους δυναμικού καθοδικής προστασίας
Απαγόρευση υπερπροστασίας με υπερβολικά αρνητικό δυναμικό για διακοπή της αντίδρασης έκλυσης υδρογόνου στην πηγή.
④ Πραγματοποιήστε ψήσιμο σε χαμηλή-θερμοκρασία αφυδρογόνωσης
Θερμικά επεξεργασμένα τεμάχια εργασίας στους 200~300 βαθμούς για μακροχρόνια-διατήρηση της θερμότητας για την απομάκρυνση του διαλυμένου υδρογόνου από τη μήτρα.
⑤ Βελτιστοποιήστε το μεσαίο περιβάλλον και την τακτική επιθεώρηση
Μειώστε τη συγκέντρωση φθορίου και ισχυρού οξέος στο υγρό διεργασίας. διεξάγετε τακτικά δοκιμές υπερήχων για την ανίχνευση ελαττωμάτων εσωτερικής ρωγμής υδριδίου.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Λειτουργία επεξεργασίας και σέρβις | Κίνδυνος ευθραυστότητας υδρογόνου | Πρόταση εφαρμογής |
|---|---|---|
| Πίκρωση χωρίς αναστολέα + χωρίς ψήσιμο αφυδρογόνωσης | Εξαιρετικά υψηλός κίνδυνος εύθραυστου κατάγματος | Διορθώστε αμέσως τη διαδικασία και εκτελέστε αφαίρεση υδρογόνου |
| Προσθήκη αναστολέα + αφυδρογόνωση μετά την{1}}διεργασία ψησίματος | Βασικά εξάλειψη του κινδύνου εμπλουτισμού υδρογόνου | Υποχρεωτική τυπική διαδικασία για τεμάχιο κατεργασίας τιτανίου |
| Πλήρης συγκόλληση θωράκισης αερίου + έλεγχος σύνθεσης μέσου | Μακροπρόθεσμη-σταθερή απόδοση κατά της-ευθραυστότητας | Σχέδιο προτεραιότητας για σκληρές συνθήκες εργασίας-που περιέχει φθόριο |
Σύναψη
Η ευθραυστότητα υδρογόνου του σωλήνα θέρμανσης τιτανίου προέρχεται από τη διείσδυση υδρογόνου, την κατακρήμνιση φάσης υδριδίου και τη διάρρηξη τάσης διεπαφής. Οι βασικές μέθοδοι ελέγχου περιλαμβάνουν τον περιορισμό των καναλιών παραγωγής υδρογόνου στις διαδικασίες παραγωγής, την εξαναγκασμό διαφυγής υδρογόνου μέσω θερμικής επεξεργασίας, την εξάλειψη της δομικής τάσης εφελκυσμού και τη βελτίωση του περιβάλλοντος διάβρωσης μέσου. Η διαχείριση κλειστού-βρόχου επεξεργασίας, συγκόλλησης, αντιδιαβρωτικής προστασίας και καθημερινής επιθεώρησης μπορεί να εξαλείψει αποτελεσματικά τα ξαφνικά ατυχήματα εύθραυστης ρήξης που προκαλούνται από την ευθραυστότητα υδρογόνου του εξοπλισμού θέρμανσης τιτανίου.
