Kodināšanas atkaļķošanas, elektroķīmiskās apstrādes, galvanizācijas un skābo notekūdeņu darba apstākļos 316 nerūsējošā tērauda apkures caurules ir pakļautas ūdeņraža trausluma kļūmei. Kad ūdeņraža joni skābā vidē iegūst elektronus un iekļūst nerūsējošā tērauda iekšējā režģī, ūdeņraža atomi pulcējas graudu robežās, dislokācijās un atlikušās sprieguma koncentrācijas pozīcijās. Iekšējā ūdeņraža uzkrāšanās radīs milzīgu iekšējo stiepes spriegumu, izraisot aizkavētu trauslu apkures caurules plaisāšanu ekspluatācijas slodzes laikā, pat ja uz virsmas neparādās acīmredzama ārējā korozija. Auksti izliektām-detaļām, metinātām karstuma-ietekmētām zonām un daļām ar augstu atlikušo stiepes spriegumu ir vislielākā jutība pret ūdeņraža trauslumu. Atšķirībā no parastās sprieguma korozijas plaisāšanas, ūdeņraža{7}}izraisīta plaisāšana bieži rodas pēkšņi pēc ekspluatācijas perioda, gandrīz bez plastiskas deformācijas pirms lūzuma, radot nopietnus slēptus apdraudējumus aprīkojuma drošībai. Daudzi uzņēmumi koncentrējas tikai uz atkaļķošanas efektivitāti skābes tīrīšanas laikā, ignorējot ūdeņraža iekļūšanu, ko izraisa pārmērīgs kodināšanas laiks un augsta skābes koncentrācija, kā rezultātā aizkavējas apkures cauruļu trausls lūzums. Tāpēc visa procesa ūdeņraža trausluma novēršana un kontrole ir jāveic, sākot no tīrīšanas procesa optimizācijas, stresa regulēšanas un ūdeņraža noņemšanas apstrādes.
Ūdeņraža trausluma kļūme notiek pēc tipiska ūdeņraža adsorbcijas, iespiešanās, bagātināšanas un iekšējās plaisāšanas mehānisma. Skābā vidē uz nerūsējošā tērauda virsmas ūdeņraža joni tiek reducēti par atomu ūdeņradi. Atomu ūdeņradim ir mazs molekulārais tilpums, un tas var viegli nokļūt caur graudu robežām metāla iekšpusē. Apgabali ar augstu atlikušo stiepes spriegumu nepārtraukti uztvers ūdeņraža atomus, un nepārtraukta ūdeņraža agregācija rada iekšējo spiedienu, kas veicina mikroplaisu rašanos un paplašināšanos. Pie ārējās darba slodzes un vidējas korozijas sakabes mikroplaisas ātri izplešas, iekļūstot trauslos lūzumos. Kodināšanas laikā pārmērīga fluorūdeņražskābes koncentrācija, pārāk ilgs mērcēšanas laiks un augsta kodināšanas temperatūra ievērojami paātrinās ūdeņraža caurlaidību. Metinātas un auksti formētas sildīšanas caurules ar hroma-sensibilizētām struktūrām ir jutīgākas pret ūdeņraža trauslumu; kad ūdeņradis uzkrājas pie graudu robežām, viegli notiks starpgranulu plaisāšana.
Šajā pētījumā ir izvirzīti četri sistemātiski tehniski pasākumi, lai novērstu 316 nerūsējošā tērauda apkures cauruļu ūdeņraža trauslumu.
Pirmkārt, optimizējiet skābes tīrīšanas formulu un procesa parametrus, lai samazinātu ūdeņraža izdalīšanās ātrumu. Atbilstoši samaziniet fluorūdeņražskābes saturu kodināšanas šķīdumā un pievienojiet efektīvu ūdeņraža izdalīšanās inhibitoru, lai kavētu ūdeņraža jonu reducēšanās reakciju uz metāla virsmas. Kontrolējiet kodināšanas temperatūru zem 40 grādiem un stingri ierobežojiet mērcēšanas laiku 12 minūšu laikā; vietējās noturīgās oksīda zvīņas jāapstrādā ar suku, nevis ilgstošas -iegremdēšanas. Izvairieties no pārmērīgas kodināšanas, kas ne tikai palielina virsmas raupjumu, bet arī ievērojami paātrina ūdeņraža iekļūšanu matricā. Pēc apstrādes ar skābi ir nepieciešama savlaicīga neitralizācija un daudzpakāpju dejonizēta ūdens skalošana, lai pilnībā noņemtu skābes šķidruma atlikumus uz caurules virsmas.
Otrkārt, ieviesiet zemas{0}}temperatūras dehidrogenēšanas apstrādi auksti-apstrādātām un metinātām apkures caurulēm. Pēc kodināšanas un pasivēšanas ievietojiet sagataves cepeškrāsnī 200–230 grādu temperatūrā 2–4 stundas siltuma saglabāšanai un pēc tam lēnai atdzesēšanai. Cepšana augstā-temperatūrā var veicināt ūdeņraža atomu izplūšanu, kas paliek nerūsējošā tērauda režģī, un likvidēt lielāko daļu izkliedētā ūdeņraža, būtiski samazinot ūdeņraža bagātināšanas-izraisītas aizkavētas plaisāšanas risku. Sildīšanas caurulēm ar lielu lieces deformāciju vai biezu{11}}sienu metināšanu atbilstoši pagariniet dehidrogenēšanas turēšanas laiku, lai nodrošinātu pietiekamu ūdeņraža desorbciju.
Treškārt, novērsiet atlikušo stiepes spriegumu, lai samazinātu ūdeņraža uztveršanas vietas. Pirms skābes tīrīšanas veiciet zemas-temperatūras spriedzes mazināšanas atlaidināšanu aukstām-izliektām un metinātām apkures caurulēm, lai atbrīvotu formēšanas un metināšanas atlikušo stiepes spriegumu. Apstrāde ar skrotīm var pārvērst virsmas stiepes spriegumu spiedes spriegumā, kas var ierobežot ūdeņraža atomu uzkrāšanos uz virsmas un tuvu -virsmas defektiem, ievērojami samazinot materiāla jutību pret ūdeņraža trauslumu. Izvairieties no gatavo apkures cauruļu sekundārās mehāniskās skrāpējumiem un aukstās deformācijas, lai neradītu jaunas sprieguma koncentrācijas zonas.
Ceturtkārt, pastipriniet ūdeņraža trausluma riska uzraudzību elektroķīmisko pakalpojumu vidē. Galvanizācijas un elektrolīzes darbnīcās saprātīgi iestatiet darba spriegumu, lai izvairītos no pārmērīgas sildīšanas cauruļu katoda polarizācijas, kas izraisīs lielu ūdeņraža izdalīšanos uz metāla virsmas. Izmantojiet potenciāla izlīdzināšanu un izolācijas izolāciju, lai nepieļautu, ka apkures caurules kļūst par izkliedētu strāvas cilpu katoda reģioniem. Regulāri nosakiet galveno sērijas apkures cauruļu mehānisko veiktspēju, izmantojot lēnas deformācijas ātruma stiepes testus, lai novērtētu jutīgumu pret ūdeņraža trauslumu, un savlaicīgi noregulējiet vidējo pH vērtību un elektriskās aizsardzības shēmas, kad tiek atklāti slēpti riski.
Paātrinātās ūdeņraža trausluma pārbaudes testi liecina, ka sildīšanas caurulēm ar dehidrogenēšanas cepšanu un spriedzes samazināšanas apstrādi pēc ilgstošas -skābās vides lietošanas nav aizkavēta plaisāšana. Turpretim sagataves bez ūdeņraža noņemšanas ir pakļautas trausliem lūzumiem 6–11 mēnešu laikā pēc darbības. Visbeidzot, ūdeņraža inhibitoru pievienošana skābes tīrīšanā, standartizētas dehidrogenēšanas cepšanas ieviešana, atlikušā stiepes sprieguma novēršana un elektroķīmisko darbības apstākļu optimizēšana var efektīvi bloķēt ūdeņraža iekļūšanu un bagātināšanas ceļus. Šie kontroles pasākumi novērš pēkšņas trauslas atteices, ko izraisa ūdeņraža trauslums, garantē 316 nerūsējošā tērauda apkures cauruļu strukturālo integritāti skābā un elektroķīmiskā rūpnieciskā vidē un ievērojami uzlabo iekārtu darbības drošību.
