Keretakan akibat hidrogen (HIC) merujuk kepada atom hidrogen yang meresap ke dalam bahagian dalam matriks keluli tahan karat dan berkumpul di sempadan bijian, kemasukan dan kecacatan dalaman. Molekul hidrogen membentuk tekanan dalaman yang besar, yang menghasilkan keretakan di dalam bahan tanpa kakisan luaran yang jelas. Di bawah tekanan kerja, rekahan mengembang dengan cepat dan menyebabkan patah rapuh secara tiba-tiba pada tiub pemanasan. Kegagalan jenis ini mempunyai penyembunyian dan rawak yang sangat tinggi, selalunya membawa kepada kemalangan pecah peralatan di bawah tekanan operasi biasa.
1. Prinsip Pembentukan Retak Hidrogen Dalaman
Dalam penjerukan, perlindungan katodik, kakisan sederhana berasid dan proses kimpalan, ion hidrogen memperoleh elektron untuk menjana atom hidrogen. Atom H yang kecil boleh menembusi filem pasif dan meresap ke dalam kekisi logam keluli tahan karat 316. Atom hidrogen terus berhijrah dan terkumpul pada kecacatan bahan seperti kemasukan sanga, zon terkehel dan sempadan butiran, dan bergabung menjadi gas hidrogen. Oleh kerana molekul hidrogen tidak dapat keluar ke luar, tekanan tegangan dalaman yang luar biasa terkumpul di dalam rongga kecil. Apabila tegasan dalaman melebihi keliatan patah bahan, retakan mikro memulakan dan memanjang sepanjang antara muka fasa lemah. Di bawah beban kitaran haba dan tekanan kerja, keretakan merebak melalui ketebalan dinding secara langsung, mengakibatkan kebocoran pecah rapuh.
2. Sumber Utama Penyusupan Hidrogen
Proses penyahkaratan penjerukan asid: Asid hidroklorik dan asid campuran menghakis keluli dan menghasilkan sejumlah besar hidrogen yang baru lahir;
Lebih-perlindungan sistem katodik terkesan semasa: Polarisasi yang berlebihan mencetuskan evolusi hidrogen yang ganas pada permukaan logam;
Perkhidmatan jangka panjang-dalam hidrogen sulfida-yang mengandungi air buangan: Ion sulfida menggalakkan kemasukan hidrogen ke dalam matriks;
Kimpalan tanpa pelindung gas: Kelembapan dalam udara terurai menjadi hidrogen dan memasuki logam kimpalan;
Pemprosesan mekanikal dengan hidrogen-yang mengandungi cecair pemotongan yang membawa kepada penyerapan hidrogen permukaan.
3. Faktor Utama Mempercepatkan Retak Hidrogen
Tegasan sisa tegangan tinggi di dalam bahan kerja daripada lenturan dan pembentukan kimpalan;
Kemasukan dalaman bukan{0}}logam yang banyak dalam bahan asas, menyediakan tapak pengumpulan hidrogen;
Persekitaran berasid pH rendah sangat meningkatkan kadar evolusi hidrogen;
Keadaan kerja suhu rendah mengurangkan kelajuan penyebaran hidrogen dan mempercepatkan pengayaan tempatan.
4. Langkah-langkah Pencegahan dan Penghapusan Hierarki
① Seragamkan proses penjerukan dan tambah perencat hidrogen
Tambah perencat resapan hidrogen khas ke dalam larutan penjerukan untuk menyekat penjanaan atom hidrogen; kawal masa penjerukan dengan ketat untuk mengelakkan lebihan-karat dan penyerapan hidrogen yang berlebihan.
② Kawal dengan ketat julat potensi perlindungan katodik
Elakkan potensi polarisasi negatif yang berlebihan; tetapkan potensi perlindungan had atas untuk memotong selang tindak balas evolusi hidrogen secara asas.
③ Menjalankan rawatan haba penyahhidrogenan penaik
Selepas penjerukan dan kimpalan, lakukan pengawetan haba-suhu rendah untuk membiarkan hidrogen dalaman meresap dan keluar daripada matriks, menghapuskan bahaya tersembunyi pengayaan hidrogen.
④ Meningkatkan ketulenan bahan mentah dan kualiti kimpalan
Pilih paip keluli tahan karat yang layak dimasukkan{0}}rendah; mengguna pakai-kimpalan pelindung argon dua sisi untuk mengurangkan keliangan kimpalan dan sumber kecacatan tempat hidrogen terkumpul.
⑤ Optimumkan struktur untuk mengurangkan tekanan tegangan sisa
Jalankan pasca-pembentuk annealing pelepasan tekanan untuk merendahkan medan tegasan tegangan dalaman dan mengurangkan daya penggerak untuk perambatan retak.
5. Jadual Perbandingan Kesan Pencegahan
表格
| Mod Pengeluaran & Perkhidmatan | Risiko Retak Hidrogen | Cadangan Pengoptimuman |
|---|---|---|
| Penjerukan tanpa had + tiada rawatan penyahhidrogenan | Risiko patah tersembunyi yang tinggi | Mesti tambah inhibitor dan proses baking |
| Penjerukan dengan perencat +-proses penyahhidrogenan | Asas menghapuskan pengayaan hidrogen | Prosedur mandatori pengeluaran standard |
| -bahan mentah kemasukan rendah + penyepuhlindapan melegakan tekanan | Kecenderungan keretakan minimum | Proses pilihan tiub pemanasan tekanan tinggi-tinggi |
Kesimpulan
Keretakan akibat hidrogen berpunca daripada peresapan atom hidrogen, pengagregatan dan pecah tekanan dalaman di dalam logam. Cara kawalan teras adalah untuk mengurangkan saluran penjanaan hidrogen, menggalakkan pelepasan keluar keluar hidrogen dan mengurangkan tekanan dalaman dan kecacatan bahan. Dengan mengawal selia penjerukan, perlindungan katodik, kimpalan dan pasca-pautan rawatan haba, risiko patah rapuh secara tiba-tiba bagi tiub pemanasan 316 yang disebabkan oleh pereputan hidrogen boleh dihapuskan dengan berkesan.
