Titāna materiāliem ir ārkārtīgi augsta ūdeņraža absorbcijas jutība. Ūdeņraža atomi, kas rodas kodināšanas, metināšanas, katodaizsardzības un skābās vides korozijas rezultātā, iekļūs titāna matricā. Ūdeņradis uzkrājas dislokācijās, graudu robežās un iekšējos defektos, veidojot hidrīda trauslas fāzes, krasi samazinot titāna cauruļu elastību un stingrību. Darba spriedzes apstākļos mikroplaisas ātri dīgst un izplešas, izraisot trauslumu plaisāšanu un pēkšņu sildīšanas caurules plīsumu bez acīmredzamas plastiskas deformācijas. Ūdeņraža trauslums ir viens no visdestruktīvākajiem slēptajiem titāna siltuma apmaiņas komponentu atteices režīmiem.
1. Kodols ūdeņraža trausluma mikro-mehānisms
Topošie ūdeņraža atomi, kas rodas korozīvā vidē, var viegli iziet cauri titāna dioksīda pasivācijas plēvei un izkliedēties metāla režģī. Ja ūdeņraža koncentrācija pārsniedz titāna cietās šķīdības robežu, titāna hidrīds ar cietām un trauslām īpašībām izgulsnējas gar graudu robežām. Hidrīda fāzēm ir slikta koordinācija ar titāna matricu, radot nopietnu iekšējo spriegumu fāzes saskarnēs. Termiskā cikla, montāžas spriedzes un vidēja spiediena ietekmē hidrīda nokrišņu vietās rodas sīkas plaisas. Šīs plaisas izplatās pa hidrīda sadales ceļiem ārkārtīgi ātri, galu galā iekļūstot caurules sienā un izraisot lūzumu noplūdi. Atšķirībā no nerūsējošā tērauda ūdeņraža izraisītas plaisāšanas, titāna trauslumā dominē hidrīda nogulsnes un fāzes trauslums.
2. Tipiskas darba saites, kur notiek ūdeņraža infiltrācija
Skābes kodināšanas atkaļķošana bez ūdeņraža inhibitora, izraisot masīvu ūdeņraža caurlaidību oksīda noņemšanas laikā;
Neaizsargāta metināšana ar mitruma sadalīšanos, radot ūdeņradi, kas iekļūst metinātajā metālā;
Pārmērīgs negatīvs potenciāls katoda aizsardzības sistēmā, kas izraisa vardarbīgu ūdeņraža izdalīšanās reakciju;
Ilgstoša
Atlikušie ūdens tvaiki caurulē slēgtas uzglabāšanas laikā, kas karsēšanas apstākļos sadalās ūdeņradī.
3. Galvenie faktori, kas pastiprina titāna ūdeņraža trauslumu
Cepšanas apstrādes ar degazēšanu trūkums pēc ūdeņraža absorbcijas procedūrām, piemēram, kodināšanas un metināšanas;
Zema darba temperatūra, kas samazina ūdeņraža izplūdes efektivitāti un paātrina hidrīda nogulsnēšanos;
Augsts stiepes atlikušais spriegums no lieces un veidošanās, pazeminot kritisko plaisāšanas slieksni;
Virsmas skrāpējumi un ieslēgumi, kas kalpo kā prioritāras ūdeņraža savākšanas vietas;
Tiešs kontakts ar atšķirīgiem metāliem, izraisot galvanisko koroziju un papildu ūdeņraža veidošanos.
4. Sistēmiski pilni-procesu novēršanas pasākumi
① Kodināšanas procesā pievienojiet ūdeņraža absorbcijas inhibitoru
Īpaši izstrādātas kodināšanas piedevas nomāc ūdeņraža jonu reducēšanas reakciju; stingri kontrolējiet kodināšanas ilgumu, lai izvairītos no pārmērīgas{0}}korozijas.
② Ieviesiet stingru argona ekranēšanas metināšanas specifikāciju
Izmantojiet divpusēju{0}}argona aizsardzību, lai izolētu gaisu un mitrumu; pirms lietošanas rūpīgi nosusiniet metināšanas pildvielas stieņus.
③ Kalibrējiet katoda aizsardzības potenciāla diapazonu
Aizliegt pārmērīgu aizsardzību ar pārāk negatīvu potenciālu, lai pārtrauktu ūdeņraža izdalīšanās reakciju pie avota.
④ Veiciet zemas{0}}dehidrogenēšanas cepšanu
Termiski apstrādātas sagataves līdz 200–300 grādiem, lai ilgstoši -saglabātu siltumu, lai izvadītu izšķīdušo ūdeņradi no matricas.
⑤ Optimizējiet vidēju vidi un regulāru pārbaudi
Samazināt fluora un stiprās skābes koncentrāciju procesa šķidrumā; regulāri veic ultraskaņas testus, lai atklātu iekšējos hidrīda plaisu defektus.
5. Profilakses ietekmes salīdzināšanas tabula
表格
| Apstrādes un apkalpošanas režīms | Ūdeņraža trausluma risks | Pieteikuma ieteikums |
|---|---|---|
| Kodināšana bez inhibitora + bez dehidrogenēšanas cepšanas | Īpaši augsts trauslu lūzumu risks | Nekavējoties izlabojiet procesu un veiciet ūdeņraža atdalīšanu |
| Inhibitora pievienošana + pēc-dehidrogenēšana cepšanai | Būtībā novērš ūdeņraža bagātināšanas risku | Obligāts standarta process titāna sagatavei |
| Pilnīga gāzes aizsargmetināšana + vidēja sastāva kontrole | Ilgtermiņa-stabila pret-trauslumu veiktspēja | Fluoru{0}}saturoša prioritāšu shēma skarbos darba apstākļos |
Secinājums
Titāna apkures caurules ūdeņraža trauslums rodas no ūdeņraža caurlaidības, hidrīda fāzes nogulsnēšanās un saskarnes spriegumu plaisāšanas. Galvenās kontroles metodes ietver ūdeņraža ģenerēšanas kanālu ierobežošanu ražošanas procesos, ūdeņraža aizplūšanu ar termisko apstrādi, strukturālās stiepes spriedzes novēršanu un vidējas korozijas vides uzlabošanu. Slēgtā-apstrādes, metināšanas, pretkorozijas aizsardzības un
