Vetyhaurastumishaurasmurtuma viittaa vetyatomeihin, jotka tunkeutuvat titaanimatriisin sisäosaan tietyssä lämpötilassa ja väliaineessa. Vety reagoi titaanin kanssa muodostaen hauraita titaanihydridisaostumia, jotka tuhoavat metallin mikrorakenteen jatkuvuuden. Sisäisen paineen ja lämpörasituksen alaisena hauraat halkeamat itävät ja laajenevat nopeasti putken seinämän sisällä ilman ilmeistä plastista muodonmuutosta pinnalla, mikä lopulta aiheuttaa äkillisen hauraan repeämisen ja titaanilämmitysputkien keskimääräisen vuotamisen. Tämä vika johtuu vedyn -indusoidusta materiaalin haurausvauriosta, jota esiintyy usein peittausympäristössä toimivissa titaaniputkissa, märässä vetyä-pitoisissa väliaineissa ja katodisuojausjärjestelmissä.
1. Vedyn tunkeutumis- ja haurastumismekanismi
Titaanilla on vahva vetyabsorptiokyky tietyllä lämpötila-alueella. Kun putki joutuu kosketuksiin happaman peittausnesteen tai -vetyrikkaan prosessinesteen kanssa, väliaineessa olevat vetyionit saavat elektroneja ja muuttuvat atomivedyksi. Pienet -kokoiset vetyatomit voivat kulkea helposti titaanin passivointikalvon läpi ja diffundoitua metallihilaan. Vetypitoisuuden kasvaessa kyllästymiseen, neula{5}}kaltaiset hauraat titaanihydridifaasit erottuvat raerajoja pitkin. Näillä hydridifaaseilla on erittäin alhainen sitkeys ja niistä tulee luonnollisia halkeamien lähteitä. Painelaakeroinnin ja lämpötilan muutoksen aiheuttaman vetojännityksen alaisena halkeamat etenevät pitkin hydridin jakautumisalueita erittäin nopealla nopeudella, mikä johtaa halkeamismurtumaan ilman sitkeää muodonmuutosta. Toisin kuin galvaaninen korroosio ja rakokorroosio, jotka kuuluvat materiaalin liukenemishäviöön, vetyhaurastuminen on rakenteellista haurauden heikkenemistä, joka johtuu sisäisten elementtien dopingista, eikä putken rungolla ole selvää painonmenetystä ennen murtumista.
2. Tyypilliset asennot, jotka ovat alttiita vetyhaurastumisvaurioille
Peittaushapponesteeseen liotetut putkiosat kemiallisen puhdistuksen ja passivointirakentamisen aikana;
putkisegmentit, jotka on liitetty katodisiin korroosionestolaitteisiin, joissa on liiallinen suojapotentiaali;
Kuolleet putkilinjat, joissa vetyä sisältävä{0}}väliaine on suljettu ja vety liukenee ja kerääntyy jatkuvasti;
Hitsatut liitokset, joissa on löysä rakerakenne ja nopeampi vedyn diffuusionopeus;
Matalan{0}}lämpötilojen seisontaosastot, joissa vedyn liukoisuus laskee ja hydridiä saostuu suuria määriä.
3. Vedyn haurastumista kiihdyttävät ydintekijät
Hallitsematon peittausaika ja happopitoisuus putkilinjan paikan päällä{0}}puhdistuksen aikana, mikä johtaa liialliseen vedyn imeytymiseen;
Vaikutetun virran katodisuojan väärä parametriasetus, joka aiheuttaa ylisuojauksen ja pakotetun vedyn kehittymisen;
Pitkäaikainen{0}}pysäytys tyhjentämättä vetyä-rikasta väliainetta putkilinjan sisällä vedyn rikastumisen välttämiseksi;
Työväliaine sisältää rikkivetyä, syntyvää vetyä ja muita komponentteja, joiden vetyatomit on helppo erottaa;
Ei dehydrauslämpökäsittelyä hitsauksen ja peittauksen jälkeen materiaalin sisältämän liuenneen vedyn poistamiseksi.
4. Täydelliset-Linkkien eston ja hallinnan tekniset toimenpiteet
① Muotoile standardoitu lyhyt{0}}peittausprosessi, johon on lisätty tiukasti korroosionestoainetta
Rajoita hapon liotuksen kestoa vähentääksesi vedyn tunkeutumista titaanisubstraattiin.
② Säädä katodisuojauspotentiaali tarkasti välttääksesi vedyn kehittymisreaktion ylisuojauksen
Aseta potentiaalin yläraja estääksesi vedyn tuotannon lähteestä.
③ Tyhjennä ja vaihda putkistoissa oleva jäännösväliaine pitkän{0}}pysäytyksen jälkeen
Poista kertynyt vety estääksesi hydridin saostumisen alhaisessa lämpötilassa.
④ Suorita matalan{0}}lämpötilan dehydraushehkutuskäsittely hitsauksen ja happopuhdistuksen jälkeen
Aja pois ylimääräinen liuennut vety titaanimetallihilan sisällä.
⑤ Ota säännöllisesti näytemateriaalin tarkastus keskeisten putkiosien hydridisaostumisasteen havaitsemiseksi
Vaihda voimakkaasti hauraat osat etukäteen ennen murtumisvauriota.
5. Ennaltaehkäisyvaikutusten vertailutaulukko
表格
| Toiminta- ja suojaustila | Vedyn haurastumisen riski | Sovellusehdotus |
|---|---|---|
| Rajoittamaton peittaus + ylisuojaus + ei dehydrauskäsittelyä | Äkillinen hauras halkeilu tapahtuu useiden käyttöjaksojen jälkeen | Leikkaa vialliset putkiliittimet ja suorita yleinen dehydrauslämpökäsittely |
| Säännelty peittausrakenne + tarkka suojapotentiaali + säännöllinen väliaineen vaihto | Estää tehokkaasti vedyn imeytymistä ja hydridin muodostumista | Korroosionesto{0}}titaanilämmitysputkistojen kunnossapidon vakiokäyttötiedot |
| Inhibiittorin koko-prosessin lisäys + reaaliaikainen potentiaalin seuranta + säännöllinen metallografinen tunnistus | Erittäin pieni hauras murtuma piilotettu vaara | Suositeltu järjestelmä titaanilaitteille pitkäaikaisissa -kemiallisissa keskisuurissa työolosuhteissa |
Johtopäätös
Titaanilämmitysputkien vetyhaurastumishäiriö laukaisee vetyatomin tunkeutuminen ja titaanihydridin saostuminen matriisin sisällä, mikä heikentää materiaalin sitkeyttä ja johtaa jännitys{0}}äkilliseen hauraaseen murtumaan. Keskeisiin ehkäisystrategioihin kuuluu peittaus- ja -korroosiosuojaparametrien tiukka valvonta vedyn sisääntulokanavien katkaisemiseksi, vedyn -rikkaan väliaineen oikea-aikainen tyhjentäminen ja sisäisen vedyn poistaminen dehydrauslämpökäsittelyllä. Putkilinjan puhdistuksen suljetulla-silmukalla, korroosionestokonfiguraatiolla,-suljetulla huolto- ja materiaalitarkastuksella voidaan estää äkilliset murtumisturvallisuusonnettomuudet, jotka johtuvat titaanilämmitysputkien vetyhaurastumisesta.
