Peittauksen kalkinpoistossa, sähkökemiallisessa käsittelyssä, galvanoinnissa ja happamissa jätevesien työolosuhteissa 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua lämmitysputkea ovat alttiita vetyhaurastumiselle. Kun vetyionit happamassa väliaineessa hankkivat elektroneja ja tunkeutuvat ruostumattoman teräksen sisäiseen hilaan, vetyatomit kerääntyvät raerajoille, dislokaatioille ja jäännösjännityksen keskittymisasemille. Sisäisen vedyn kerääntyminen synnyttää valtavan sisäisen vetojännityksen, mikä johtaa viivästyneeseen lämmitysputken hauraaseen halkeamiseen käyttökuormituksen alaisena, vaikka pinnalla ei ilmenekään ilmeistä ulkoista korroosion ohenemista. Kylmä-taivutetut komponentit, hitsatut lämpö-vyöhykkeet ja osat, joilla on suuri jäännösvetolujuus, ovat alttiimpia vetyhaurastumiselle. Perinteisestä jännityskorroosiohalkeilusta poiketen vedyn aiheuttama halkeilu tapahtuu usein yhtäkkiä käyttöjakson jälkeen, jolloin plastinen muodonmuutos ei juurikaan muutu ennen murtumista, mikä aiheuttaa vakavia piilotettuja vaaroja laitteiden turvallisuudelle. Monet yritykset keskittyvät vain kalkinpoiston tehokkuuteen happopuhdistuksen aikana, jättäen huomiotta liiallisen peittausajan ja korkean happopitoisuuden aiheuttaman vedyn tunkeutumisen, mikä johtaa viivästyneisiin lämmitysputkien hauraisiin murtumiin. Siksi koko prosessin vetyhaurastumisen esto ja valvonta on suoritettava puhdistusprosessin optimoinnista, jännityksen säätelystä ja vedynpoistokäsittelystä.
Vedyn haurastumisen epäonnistuminen seuraa tyypillistä vedyn adsorptio-, tunkeutumis-, rikastus- ja sisäistä halkeilumekanismia. Happamissa ympäristöissä vetyionit pelkistyvät atomivedyksi ruostumattoman teräksen pinnalla. Atomivedyllä on pieni molekyylitilavuus ja se voi kulkea helposti raerajojen läpi metallin sisäpuolelle. Alueet, joilla on suuri jäännösvetolujuus, keräävät jatkuvasti vetyatomeja, ja vedyn jatkuva aggregoituminen tuottaa sisäistä painetta, mikä edistää mikrohalkeamien alkamista ja laajenemista. Ulkoisen työkuormituksen ja keskikorroosiokytkinnän alaisena mikrohalkeamat laajenevat nopeasti läpitunkeutuviksi hauraiksi rakoiksi. Peittauksen aikana liiallinen fluorivetyhappopitoisuus, liian pitkä liotusaika ja korkea peittauslämpötila nopeuttavat merkittävästi vedyn läpäisyä. Hitsatut ja kylmämuovatut lämmitysputket, joissa on kromi-köyhetyt herkistetyt rakenteet, ovat herkempiä vedyn haurastumiselle; kun vety kerääntyy rakeiden rajoihin, rakeiden välistä halkeilua tapahtuu helposti.
Tässä tutkimuksessa esitetään neljä systemaattista teknistä toimenpidettä, joilla estetään 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken vetyhaurastuminen.
Ensinnäkin optimoi happopuhdistuskaava ja prosessiparametrit vedyn kehittymisnopeuden vähentämiseksi. Vähennä sopivasti peittausliuoksen fluorivetyhappoa ja lisää tehokasta vedyn kehittymisen estoainetta estämään vetyionien pelkistysreaktiota metallipinnalla. Säädä peittauslämpötilaa alle 40 astetta ja rajoita tiukasti liotusaikaa 12 minuutin sisällä; paikalliset pinttyneet oksidihilseet tulee käsitellä harjaamalla pitkän -kestoisen upottamisen sijaan. Vältä yli-peittausta, joka ei ainoastaan lisää pinnan karheutta, vaan myös nopeuttaa huomattavasti vedyn tunkeutumista matriisiin. Happokäsittelyn jälkeen tarvitaan oikea-aikainen neutralointi ja monivaiheinen deionisoidun veden huuhtelu-, jotta putken pinnalta jäänyt happoneste voidaan poistaa kokonaan.
Toiseksi, käytä matalassa-lämpötilassa käsiteltyjen ja hitsattujen lämmitysputkien dehydrausleivontakäsittelyä-. Laita työkappaleet peittauksen ja passivoinnin jälkeen uuniin 200–230 asteeseen 2–4 tunnin lämmön säilytykseen ja sen jälkeen hitaaseen jäähdytykseen. Korkeassa-lämpötiloissa paistaminen voi edistää ruostumattoman teräksen hilan sisälle jäävien vetyatomien poistumista ja eliminoida useimmat diffundoituvat vedyn, mikä vähentää olennaisesti vedyn rikastumisen-aiheuttaman viivästyneen halkeilun riskiä. Pidennä dehydrauksen pitoaikaa sopivasti, jos putkissa on suuri taivutusmuodonmuutos tai paksuseinämä hitsataan, jotta vedyn desorptio riittää.
Kolmanneksi poista jäännösvetolujuus vetyloukkukohtien vähentämiseksi. Suorita kylmä-taivutettujen ja hitsattujen lämpöputkien hehkutus matalassa-lämpötilassa ennen happopuhdistusta, jotta muodostus ja hitsauksen jäännösvetolujuus vapautuu. Ruiskutuskäsittely voi muuntaa pintavetolujuuden puristusjännitykseksi, mikä voi estää vetyatomien kerääntymistä pinnalle ja lähellä-pinnan vikoja, mikä vähentää merkittävästi materiaalin herkkyyttä vetyhaurastumiselle. Vältä valmiiden lämmitysputkien toissijaista mekaanista naarmuuntumista ja kylmämuodonmuutosta, jotta ei muodostu uusia jännityskeskittymiä.
Neljänneksi, vahvistetaan vetyhaurastumisen riskien seurantaa sähkökemian palveluympäristöissä. Sähköpinnoitus- ja elektrolyysipajoissa käyttöjännite on asetettava kohtuullisesti, jotta vältetään kuumennusputkien liiallinen katodinen polarisaatio, mikä johtaa suureen määrään vedyn kehittymistä metallipinnalle. Ota käyttöön potentiaalintasaus ja eristys, jotta lämmitysputket eivät muutu hajavirtasilmukoiden katodisiksi alueiksi. Tunnista säännöllisesti tärkeimpien eräkuumennusputkien mekaaninen suorituskyky hitaiden jännitysnopeuksien vetolujuustesteillä arvioidaksesi vetyhaurastumisherkkyyttä ja säädä oikea-aikaisesti keskitason pH-arvoa ja sähköisiä suojausjärjestelmiä, kun piilotettuja riskejä havaitaan.
Nopeutetut vetyhauraistumisen varmistustestit osoittavat, että lämmitysputkissa, joissa on dehydrauspaisto ja jännityksenpoistokäsittely, ei ole viivästynyttä halkeilua pitkän{0}}happaman ympäristön käytön jälkeen. Sitä vastoin työkappaleet, joissa vedynpoistoa ei ole poistettu, ovat alttiita murtumaan 6–11 kuukauden kuluessa käytöstä. Yhteenvetona voidaan todeta, että vety-inhibiittoreiden lisääminen happopuhdistukseen, standardoidun dehydrauspaiston toteuttaminen, jäännösvetolujuuden poistaminen ja sähkökemiallisten käyttöolosuhteiden optimointi voivat tehokkaasti estää vedyn tunkeutumisen ja rikastumisreittejä. Nämä ohjaustoimenpiteet välttävät vetyhaurastumisen aiheuttamat äkilliset hauraat viat, takaavat 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken rakenteellisen eheyden happamissa ja sähkökemiallisissa teollisuusympäristöissä ja parantavat huomattavasti laitteiden käyttöturvallisuutta.
