Ūdeņraža trausluma trausls lūzums attiecas uz ūdeņraža atomu iekļūšanu titāna matricas iekšpusē noteiktā temperatūrā un vidē. Ūdeņradis reaģē ar titānu, veidojot trauslas titāna hidrīda nogulsnes, kas iznīcina metāla mikrostruktūras nepārtrauktību. Zem iekšējā spiediena un termiskās slodzes trauslas plaisas strauji izaug un izplešas caurules sieniņā bez acīmredzamas virsmas plastiskas deformācijas, galu galā izraisot pēkšņu trauslu plīsumu un vidēju titāna apkures cauruļu noplūdi. Šī kļūme ir saistīta ar ūdeņraža-izraisītiem materiāla trausluma bojājumiem, kas bieži rodas titāna cauruļvados, kas kalpo kodināšanas vidē, mitru ūdeņradi-saturošā vidē un katoda aizsardzības sistēmās.
1. Ūdeņraža iespiešanās un trausluma mehānisms
Titānam ir spēcīga ūdeņraža absorbcijas spēja noteiktā temperatūras diapazonā. Cauruļvadam saskaroties ar skābu kodināšanas šķidrumu vai ar ūdeņradi bagātu procesa šķidrumu, ūdeņraža joni vidē iegūst elektronus un pārvēršas par atomu ūdeņradi. Maza izmēra -ūdeņraža atomi var viegli iziet cauri titāna pasivācijas plēvei un izkliedēties metāla režģī. Kad ūdeņraža koncentrācija uzkrājas līdz piesātinājumam, trauslas titāna hidrīda fāzes atdalās gar graudu robežām. Šīm hidrīda fāzēm ir ārkārtīgi zema izturība un tās kļūst par dabiskiem plaisu avotiem. Stiepes spriegumā, ko rada spiediena gultnis un temperatūras izmaiņas, plaisas izplatās pa hidrīda izkliedes zonām ārkārtīgi lielā ātrumā, izraisot šķelšanās lūzumus, gandrīz bez kaļamas deformācijas. Atšķirībā no galvaniskās korozijas un plaisu korozijas, kas attiecas uz materiāla šķīdināšanas zudumiem, ūdeņraža trauslums ir strukturāla trausluma pasliktināšanās, ko izraisa iekšējo elementu dopings, un caurules korpusam nav acīmredzama svara zuduma pirms lūzuma.
2. Tipiskas pozīcijas, kas pakļautas ūdeņraža trausluma bojājumiem
Cauruļvadu posmi, kas piesūcināti kodināšanas skābes šķidrumā ķīmiskās tīrīšanas un pasivācijas būvniecības laikā;
Cauruļu segmenti, kas savienoti ar katoda pretkorozijas aizsardzības{0}}ierīcēm ar pārmērīgu aizsardzības potenciālu;
Nepārtrauktas kājas cauruļvadi, kur ūdeņradi{0}}saturoša vide ir noslēgta un ūdeņradis nepārtraukti šķīst un uzkrājas;
Metinātie savienojumi ar vaļīgu graudu struktūru un ātrāku ūdeņraža difūzijas ātrumu;
Zemas-temperatūras stāvošās sekcijas, kurās ūdeņraža šķīdība samazinās un hidrīds izgulsnējas lielos daudzumos.
3. Galvenie inducējošie faktori, kas paātrina ūdeņraža trauslumu
Nekontrolēts kodināšanas laiks un skābes koncentrācija, veicot cauruļvadu{0}}tīrīšanu uz vietas, kas izraisa pārmērīgu ūdeņraža absorbciju;
Nepareiza ietekmes strāvas katodiskās aizsardzības parametru iestatīšana, kas izraisa pārmērīgu aizsardzību un piespiedu ūdeņraža izdalīšanos;
Ilgstoša{0}}izslēgšana, neiztukšojot ar ūdeņradi-bagātu vidi cauruļvada iekšpusē, lai izvairītos no ūdeņraža bagātināšanas;
Darba vide satur sērūdeņradi, topošo ūdeņradi un citas sastāvdaļas, no kurām ir viegli atdalīt ūdeņraža atomus;
Pēc metināšanas un kodināšanas netiek veikta dehidrogenēšanas termiskā apstrāde, lai izvadītu izšķīdušo ūdeņradi materiāla iekšpusē.
4. Pilnīgi-saišu novēršanas un kontroles tehniskie pasākumi
① Formulējiet standartizētu īsu{0}}laika kodināšanas procesu, stingri pievienojot korozijas inhibitoru
Ierobežojiet skābes mērcēšanas ilgumu, lai samazinātu ūdeņraža iekļūšanu titāna substrātā.
② Precīzi noregulējiet katoda aizsardzības potenciālu, lai izvairītos no pārmērīgas aizsardzības ūdeņraža izdalīšanās reakcijas
Iestatiet augšējo potenciāla robežu, lai bloķētu ūdeņraža veidošanos no avota.
③ Iztukšojiet un nomainiet atlikušo vidi cauruļvados pēc ilgstošas -izslēgšanas
Izvadiet uzkrāto ūdeņradi, lai novērstu hidrīda nogulsnēšanos zemā temperatūrā.
④ Pēc metināšanas un skābes tīrīšanas veiciet zemas-temperatūras dehidrogenēšanas atlaidināšanu
Izvadiet lieko izšķīdušo ūdeņradi titāna metāla režģī.
⑤ Regulāri pārbaudiet materiālu paraugus, lai noteiktu hidrīda nokrišņu pakāpi galvenajās cauruļu sekcijās
Iepriekš nomainiet stipri trauslās detaļas pirms lūzuma atteices.
5. Profilakses ietekmes salīdzināšanas tabula
表格
| Darbības un aizsardzības režīms | Ūdeņraža trausluma risks | Pieteikuma ieteikums |
|---|---|---|
| Neierobežota kodināšana + pārmērīga aizsardzība + bez dehidrogenēšanas | Pēc vairākiem darbības cikliem rodas pēkšņa trausla plaisāšana | Izgrieziet bojātos cauruļu veidgabalus un veiciet vispārēju dehidrogenēšanas termisko apstrādi |
| Regulēta kodināšanas konstrukcija + precīzs aizsardzības potenciāls + periodiska barotnes nomaiņa | Efektīvi kavē ūdeņraža absorbciju un hidrīda veidošanos | Standarta darbības specifikācija pretkorozijas titāna apkures cauruļvadu apkopei |
| Inhibitora visa-procesa pievienošana + reāllaika-potenciāla uzraudzība + regulāra metalogrāfiskā noteikšana | Īpaši zems trausls lūzums slēptās briesmas | Vēlamā shēma titāna iekārtām ilgstošas -ķīmiskas vidēja darba apstākļos |
Secinājums
Titāna sildīšanas cauruļu ūdeņraža trausluma defektu izraisa ūdeņraža atoma infiltrācija un titāna hidrīda nogulsnēšanās matricas iekšpusē, kas samazina materiāla izturību un izraisa stresa{0}}izraisītu pēkšņu trauslu lūzumu. Galvenās profilakses stratēģijas ietver kodināšanas un pretkorozijas aizsardzības parametru stingru kontroli, lai nogrieztu ūdeņraža ievades kanālus, savlaicīgu ar ūdeņradi- bagātu vidi iztukšot un iekšējā ūdeņraža likvidēšanu ar dehidrogenēšanas termisko apstrādi. Cauruļvadu tīrīšanas, pretkorozijas konfigurācijas, izslēgšanas apkopes un materiālu pārbaudes slēgtā-cilpas kontrole var novērst pēkšņus plīsumus, ko izraisa titāna apkures cauruļu trauslums ar ūdeņradi.
