Titaanilämmitysputken vetyhaurastumisen mekanismi, hauras murtuma ja täydellinen{0}}prosessin eston ohjausjärjestelmä

Titaanilla on erittäin voimakas taipumus imeä vetyä. Peittauksen aikana syntyneet vetyatomit, kalkinpoisto, hitsaus, katodisuojaus ja happaman väliaineen korroosio tunkeutuvat titaanimatriisiin. Kun vedyn liukoisuus ylittää kyllästysrajan, hauras titaanihydridi saostuu raerajoja ja dislokaatioita pitkin, mikä vähentää merkittävästi materiaalin plastisuutta ja sitkeyttä. Lämpösyklin kuormituksen, kokoonpanojännityksen ja sisäisen väliaineen paineen alaisena mikrohalkeamat itävät nopeasti ja ulottuvat pitkin hydridin jakeluvyöhykkeitä, mikä johtaa lämmitysputken äkilliseen hauraaseen repeämiseen ilman ilmeistä plastista muodonmuutosta. Vetyhaurastuminen on yksi tuhoisimmista äkillisistä titaanilämmönvaihtolaitteiden äkillisistä vioista.

1. Vedyn absorption ja haurastumisen mikro-mekanismi

Syövyttävässä työssä syntyvä syntyvä vety kulkee helposti ohuen titaanidioksidikalvon läpi ja diffundoituu titaanihilaan. Jatkuvan vedyn kerääntyessä ylikyllästynyt vety yhdistyy titaaniin muodostaen hiutaleisia, kovia ja hauraita titaanihydridifaaseja. Hydridifaasin lämpölaajeneminen ja mekaaniset ominaisuudet eivät täsmää titaanin perusmetallin kanssa, mikä aiheuttaa vakavan rajapinnan jäännösjännityksen. Vetojännitys keskittyy hydridisaostuspaikkoihin repimään matriisin ja muodostamaan mikrohalkeamia. Halkeamat leviävät nopeasti hydridiverkostoa pitkin, kunnes ne tunkeutuvat putken seinämään ja aiheuttavat vuotoja ja murtumia. Toisin kuin ruostumattoman teräksen vedyn -indusoidussa halkeilussa, titaanin haurastumista hallitsevat hydridifaasisaostuminen ja faasirajapinnan halkeaminen.

2. Tärkeimmät työmenetelmät, jotka ovat alttiita vedyn sisäänpääsylle

Happopeittaus oksidin poistoon ilman vety-inhibiittoreita, mikä johtaa massiiviseen vedyn läpäisyyn;

Hitsaus ilman täydellistä argonsuojausta, jossa kosteus hajoaa vedyksi ja tunkeutuu hitsimetalliin;

Ylisuojattu katodisuojaus, jossa on liian negatiivinen potentiaali, joka laukaisee voimakkaan vedyn kehitysreaktion;

Pitkäaikainen -upotus fluorivetyhappoon, fluoripitoiseen jäteveteen ja voimakkaisiin happamiin syövyttäviin nesteisiin;

Suljettu varasto, jossa putkien sisällä on jäännösvesihöyryä, joka hajoaa vedyksi kuumennusolosuhteissa.

3. Tärkeimmät vedyn haurastumista pahentavat tekijät

Ei dehydrauspaistamista vedyn{0}}käyttöprosessien, kuten peittauksen ja hitsauksen, jälkeen;

Matala käyttölämpötila estää vedyn karkaamisen ja nopeuttaa hydridin saostumista;

Kylmätaivuttamisesta ja muovauksesta aiheutuva suuri jäännösjännitys alentaa kriittistä halkeilukynnystä;

Pinnan naarmut ja sulkeumat, jotka toimivat ensisijaisena vedyn aggregaatiopaikoina;

Suora kosketus erilaisten metallien kanssa aiheuttaa galvaanista korroosiota ja lisää vedyn muodostumista.

4. Systemaattiset kokonaisvaltaiset-Linkitä ennaltaehkäisevät valvontatoimenpiteet

① Lisää vety-inhibiittoria peittausprosessin aikana

Käytä erityisiä peittauslisäaineita vetyionien pelkistysreaktion hillitsemiseksi; valvo peittauksen kestoa tarkasti yli{0}}korroosion estämiseksi.

② Ota käyttöön täysi kaksipuolinen argonsuojaushitsausspesifikaatio

Eristä ilma ja kosteus kokonaan; kuivaa hitsauslangat perusteellisesti ennen käyttöä vetylähteiden poistamiseksi.

③ Kalibroi katodisuojan potentiaalialue

Estä liiallinen negatiivinen potentiaalin ylisuojaus vetykehitysreaktion katkaisemiseksi lähteellä.

④ Suorita matalan{0}}lämpötilan dehydrauslämpökäsittely

Eristä työkappaleet 200-300 asteessa riittäväksi ajaksi liuenneen vedyn poistamiseksi matriisista.

⑤ Optimoi väliaineen koostumus ja säännöllinen tuhoamaton testaus

Vähennä fluoridin ja vahvan hapon pitoisuutta prosessinesteessä; Suorita ultraäänitarkastus määräajoin hydridin -aiheuttamien sisäisten halkeamien havaitsemiseksi.

5. Ennaltaehkäisyvaikutusten vertailutaulukko

表格

Johtopäätös

Titaanilämmitysputkien vetyhauristuminen johtuu vedyn tunkeutumisesta matriisiin, hauraiden hydridifaasien saostumisesta ja rajapintojen jännityshalkeilusta. Keskeisiä ohjausmenetelmiä ovat vetykehityskanavien estäminen valmistusprosesseissa, vedyn pakottaminen karkaamaan lämpökäsittelyn avulla, jäännösjännityksen eliminointi ja keskikorroosion parantaminen. Pintakäsittelyn, hitsauksen, korroosiosuojauksen ja rutiinitarkastuksen-suljettu piiri