Vandenilio trapumas trapus plyšimas reiškia atominio vandenilio prasiskverbimą į 316 nerūdijančio plieno vamzdžių matricos vidų tam tikromis darbo sąlygomis. Vandenilis kaupiasi ties grūdelių ribomis, išnirimais ir mikro-defektais medžiagos viduje, generuodamas vidinį vandenilio slėgį ir sumažindamas surišimo jėgą tarp metalinių kristalų struktūrų. Veikiant vidiniam slėgiui ir išoriniam tempimo įtempimui, vamzdžio sienelės viduje greitai išdygsta ir plečiasi maži įtrūkimai be akivaizdžios plastinės deformacijos makroskopiniame paviršiuje, dėl ko staigiai trapūs įtrūkimai ir vidutinis šildymo vamzdžio nuotėkis. Šis gedimas pasižymi itin dideliu staigumu ir nenuspėjamumu, dažniausiai įvyksta vamzdynuose su ėsdinimo apdorojimu, katodine apsauga ir vandenilio išsiskyrimo korozijos aplinka.
1. Vandenilio prasiskverbimo ir trapumo įtrūkimų plitimo mechanizmas
Rūgščioje ėsdinimo terpėje arba galvaninės korozijos katodo reakcijoje vandenilio jonai gauna elektronus, kad sukurtų besiformuojantį atominį vandenilį, kurio prasiskverbimo geba yra ypač didelė. Maži -dydžio vandenilio atomai gali lengvai prasiskverbti pro pasyviąją plėvelę ant nerūdijančio plieno paviršiaus ir pasklisti į metalinę gardelę. Daug vandenilio atomų susirenka prie vidinių mikro tuštumų ir grūdelių ribų, susijungia į vandenilio molekules ir sukuria didžiulį vidinį plėtimosi slėgį. Tuo tarpu vandenilis sumažina nerūdijančio plieno tarpkristalinio ryšio energiją. Kai bendras vidinio vandenilio slėgio ir vamzdyno lanko tempimo įtempis viršija medžiagos atsparumą lūžiams, tarpkristaliniai arba transgranuliniai įtrūkimai susidaro ir akimirksniu plečiasi. Skirtingai nuo įtempių korozijos įtrūkimų, kuriuos sukelia chlorido jonai, vandenilio trapumo pažeidimams vyrauja vidinis vandenilio įsiskverbimas, o ne išorinis terpės elektrocheminis ėsdinimas.
2. Tipiškos vietos, kuriose gali atsirasti žala dėl vandenilio trapumo
Suvirinti karščio{0}}veikiamas zonas su tankiais išnirimais ir daugiau kristalų defektų, kurie linkę sodrinti vandenilį;
Vamzdžių sekcijos buvo ėsdintos ir nukalkintos be kruopštaus vandenilio pašalinimo kepimo apdorojimo;
Vamzdynų katodinės apsaugos zonos, kuriose metaliniame paviršiuje vyksta nuolatinė vandenilio išsiskyrimo reakcija;
Šaltai{0}}apdorotos sulenktos alkūnės su dideliu liekamuoju vidiniu įtempimu ir dideliu vandenilio gaudymo efektyvumu;
Vietinės taškinės korozijos duobės, kuriose užkimšta mikroaplinka nuolat gamina vandenilio atomus.
3. Pagrindiniai veiksniai, pagreitinantys vandenilio trapumą
Rūgštinio marinavimo nukalkinimo procese po operacijos trūksta pasyvavimo ir dehidrogenavimo kepimo procedūrų;
Netinkamas įspaustos srovės katodinės apsaugos parametrų nustatymas sukelia pernelyg didelį vandenilio išsiskyrimą;
Terpėje yra rūgščių komponentų, o katodo vandenilio išsiskyrimas vyksta ilgalaikės -korozijos reakcijos metu;
Vamzdynas turi per didelį darbinį slėgį ir didelį tempimo įtempį, kuris suteikia varomąją jėgą plyšių išsiplėtimui;
Medžiagos turi daug vidinių defektų, tokių kaip intarpai ir poros, kurios tampa vandenilio agregacijos spąstais.
4. Visos-nuorodų prevencijos ir kontrolės techninės priemonės
① Įdėkite mažos{0}}koncentracijos vandenilio rekombinacijos inhibitorių marinavimo operacijos metu
Sumažinkite atominio vandenilio susidarymą ant metalo paviršiaus iš šaltinio.
② Po ėsdinimo ir suvirinimo atlikite dehidrogenavimo terminį apdorojimą ir užbaigkite pasyvavimo plėvelės remontą
Priverskite vandenilį medžiagos viduje išeiti ir atkurti kompaktišką apsauginį pasyvų sluoksnį.
③ Griežtai optimizuokite katodinės apsaugos potencialo parametrus, kad išvengtumėte pernelyg{0}}apsaugos vandenilio išsiskyrimo
Kontroliuokite katodo reakciją saugiu diapazonu be pernelyg didelio vandenilio nusodinimo.
④ Apribokite projektinį darbinį slėgį, kad sumažintumėte vamzdžio sienelės matricos tempimo įtempių lygį
Sumažinkite mechaninio važiavimo sąlygas, kad susidarytų įtrūkimas.
⑤ Reguliariai atlikite ultragarso mikroskopinio rakto slėgio{0}}guolių vamzdžių dalių defektų aptikimą
Prieš prasiskverbdami, raskite paslėptus vandenilio{0}}sukeltus mikroįtrūkimus.
5. Prevencinio poveikio palyginimo lentelė
表格
| Gydymo ir veikimo režimas | Vandenilio trapumo rizika | Paraiškos pasiūlymas |
|---|---|---|
| Tiesioginis ėsdinimas be dehidrinimo + katodinė apsauga virš-diapazono + aukšto slėgio veikimas | Staigus trapus įtrūkimas atsiranda per trumpą eksploatavimo laikotarpį | Sustabdykite dehidrogenavimo kepimo veikimą ir sureguliuokite apsaugos parametrus |
| Marinavimas naudojant vandenilio slopinimą + apdorojimas po-procesinio dehidrogenavimo + standartizuotas apsaugos potencialas | Efektyviai blokuoja vandenilio įsiskverbimą ir vidinio įtrūkimo plitimą | Standartinė anti-vandenilio trapumo specifikacija, skirta ėsdymui ir apsaugotam nerūdijančio plieno šildymo vamzdynams |
| In-vandenilio koncentracijos stebėjimas + po-suvirinimo terminis apdorojimas + periodinis didelio-jautrumo defektų aptikimas | Itin mažas trapių lūžių saugos pavojus | Pageidautina rūgštinio proceso ir katodiškai apsaugotų šildymo vamzdžių vamzdynų sistemų schema |
Išvada
Dėl vandenilio trapumo 316 nerūdijančio plieno šildymo vamzdžių trapus plyšimas atsiranda dėl atsirandančio vandenilio, prasiskverbiančio į metalo vidų, kad susikauptų ir susidarytų vidinis slėgis, o tai sukelia greitą įtrūkimų plitimą esant tempimo įtempimui. Pagrindinės prevencijos priemonės apima vandenilio gamybos slopinimą cheminio valymo metu, dehidravimo kepimo ir pasyvavimo remonto organizavimą, katodinės apsaugos konstrukcijos standartizavimą, vamzdyno apkrovos įtempių kontrolę ir reguliarų mikroskopinį defektų patikrinimą. Viso-proceso uždarojo-ciklo vamzdynų cheminės priežiūros valdymas, antikorozinės apsaugos parametrų nustatymas ir periodinė įrangos patikra gali pašalinti staigius trapios plyšimo saugos avarijas, kurias sukelia šildymo vamzdynų trapumas vandeniliu.
