Keretakan akibat hidrogen (HIC) merujuk kepada keretakan rapuh tidak dapat dipulihkan bagi keluli tahan karat 316 selepas atom hidrogen menembusi matriks logam dan terkumpul di dalam kecacatan dalaman. Hidrogen yang dihasilkan daripada penjerukan, perlindungan katodik, kakisan galvanik dan medium berasid meresap ke dalam dinding paip, berkumpul pada kemasukan, kehelan dan sempadan bijian untuk membentuk tekanan gas hidrogen. Tekanan dalaman yang berlebihan memaksa retakan mikro tumbuh dan mengembang, akhirnya terbentuk melalui-rekahan dinding dan kebocoran secara tiba-tiba. Kegagalan ini tidak mempunyai ubah bentuk plastik yang jelas sebelum patah dan tergolong dalam-kerosakan rapuh tersembunyi berisiko tinggi komponen pemanasan tekanan keluli tahan karat.
1. Penembusan Hidrogen dan Mekanisme Permulaan Retak
Dalam persekitaran mengakis berasid atau proses tindak balas elektrolitik, atom hidrogen yang baru lahir mempunyai isipadu yang sangat kecil dan boleh dengan mudah melalui filem pasif dan memasuki kekisi keluli. Atom hidrogen berhijrah secara rawak di dalam logam dan terperangkap pada lompang dalaman, kemasukan sanga dan sempadan butiran, bergabung menjadi molekul hidrogen. Gas tidak boleh keluar ke luar dan membina tekanan dalaman yang besar di dalam rongga kecil. Apabila tekanan dalaman ditambah tegasan tegangan sisa melebihi kekuatan patah tempatan keluli tahan karat, retakan mikro memulakan dan merambat sepanjang arah tegasan. Retakan berbilang bersambung ke rekahan berlapis dan menembusi dinding paip. Tidak seperti keretakan kakisan tegasan, keretakan teraruh hidrogen terutamanya didorong oleh tekanan hidrogen dalaman dan bukannya kakisan gandingan tegasan tegangan luaran.
2. Kedudukan Biasa Terdedah Kepada Retak Akibat Hidrogen
Bahagian paip direndam dalam asid hidrofluorik, asid hidroklorik dan larutan penjerukan tanpa penindasan hidrogen;
Zon yang dikimpal dengan kandungan rangkuman yang tinggi dan struktur metalografi longgar mudah untuk memerangkap hidrogen;
Kawasan yang mempunyai lebih-perlindungan katodik yang dilindungi yang membawa kepada tindak balas evolusi hidrogen yang ganas;
Antara muka hubungan dengan keluli karbon dan aluminium menyebabkan kakisan galvanik dan pengeluaran hidrogen berterusan;
Bahagian bengkok yang berfungsi sejuk-dengan ketumpatan kehelan tinggi yang mudah menangkap atom hidrogen.
3. Faktor Pemacu Percepatan Utama
Proses penjerukan tanpa perencat hidrogen, membawa kepada resapan hidrogen secara besar-besaran ke dalam substrat;
Potensi negatif yang berlebihan bagi perlindungan katodik semasa terkesan yang mencetuskan evolusi hidrogen;
Keluli mentah dengan kandungan sulfur, mangan dan kemasukan yang tinggi menyediakan rongga pengagregatan hidrogen;
Tiada rawatan haba penyahhidrogenan selepas mencuci asid dan kimpalan;
Sederhana dengan nilai pH rendah secara berterusan menghasilkan hidrogen melalui tindak balas kakisan.
4. Penuh-Langkah-Langkah Teknikal Pencegahan dan Kawalan Pautan
① Tambah perencat hidrogen semasa rawatan penjerukan
Aditif asid khas menyekat pengurangan ion hidrogen dan mengurangkan dos penyusupan hidrogen.
② Tentukur julat potensi perlindungan katodik dengan tepat
Tetapkan had potensi atas dan bawah untuk mengelakkan perlindungan berlebihan dan menyekat evolusi hidrogen.
③ Gunakan bahan mentah keluli tahan karat 316 yang tinggi-ketulenan rendah{1}}
Kawal unsur kekotoran dengan ketat untuk mengurangkan tapak perangkap hidrogen dalaman.
④ Lakukan penaik-penyahhidrogenan suhu rendah selepas prosedur pengenalan-hidrogen
Panaskan bahan kerja pada 200~300 darjah untuk pemeliharaan haba untuk menghalau hidrogen terlarut di dalam matriks.
⑤ Asingkan sentuhan logam yang tidak serupa untuk mengelakkan penjanaan hidrogen galvanik
Tambah gasket penebat antara logam yang berbeza untuk memotong gelung sel galvanik.
5. Jadual Perbandingan Kesan Pencegahan
表格
| Proses & Keadaan Bahan | Risiko Keretakan Akibat Hidrogen | Cadangan Permohonan |
|---|---|---|
| Penjerukan tanpa halang + tiada penyahhidrogenan + bahan kemasukan-tinggi | Risiko tinggi retak tertangguh semasa servis | Segera jalankan rawatan penyahhidrogenan dan proses optimumkan |
| Penjerukan perencat + kawalan potensi + selepas-proses penyahhidrogenan penaik | Menghapuskan bahaya pengumpulan hidrogen dengan berkesan | Pengeluaran standard dan spesifikasi anti-karat |
| Bahan asas-kekotoran rendah + pengasingan penebat penuh | Kecenderungan keretakan hidrogen minimum | Pelan pilihan keadaan kerja perlindungan berasid dan katodik |
Kesimpulan
Keretakan akibat hidrogen bagi 316 tiub pemanasan berpunca daripada peresapan atom hidrogen, tekanan hidrogen molekul dalaman dan-pengembangan retakan didorong oleh tegasan. Strategi pencegahan teras ialah memotong sumber penjanaan hidrogen, mengurangkan pengambilan hidrogen semasa rawatan permukaan, membuang sisa hidrogen melalui rawatan haba penyahhidrogenan, dan meningkatkan ketulenan bahan mentah untuk mengurangkan kecacatan tangkapan hidrogen. Pengurusan-gelung tertutup prarawatan, anti-perlindungan kakisan dan pemeriksaan masuk bahan mentah secara asasnya boleh menghalang kemalangan patah rapuh yang disebabkan oleh keretakan akibat hidrogen-.
