ความล้มเหลวของการแตกเปราะของไฮโดรเจนที่เปราะหมายถึงไฮโดรเจนของอะตอมที่เจาะเข้าไปในภายในของเมทริกซ์ท่อสแตนเลส 316 ภายใต้สภาพการทำงานที่เฉพาะเจาะจง ไฮโดรเจนสะสมที่ขอบเขตของเกรน การเคลื่อนตัว และข้อบกพร่องเล็กๆ- ภายในวัสดุ ทำให้เกิดแรงดันไฮโดรเจนภายใน และลดแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโครงสร้างผลึกโลหะ ภายใต้การกระทำของแรงดันภายในและความเค้นดึงภายนอก รอยแตกเล็กๆ จะงอกและขยายตัวอย่างรวดเร็วภายในผนังท่อโดยไม่มีการเสียรูปพลาสติกอย่างเห็นได้ชัดบนพื้นผิวขนาดมหึมา ในที่สุดก็นำไปสู่การแตกร้าวเปราะอย่างฉับพลันและการรั่วไหลปานกลางของท่อความร้อน ความล้มเหลวนี้เกิดขึ้นอย่างฉับพลันและคาดเดาไม่ได้อย่างรุนแรง โดยส่วนใหญ่เกิดขึ้นในท่อที่มีการดองด้วยวิธีดอง การป้องกันแคโทด และสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของวิวัฒนาการของไฮโดรเจน
1. กลไกการซึมผ่านของไฮโดรเจนและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวแบบเอ็มบริทเทิล
ในปฏิกิริยากัดกร่อนของสารกัดกรดที่เป็นกรดหรือปฏิกิริยาแคโทดกัดกร่อนด้วยกัลวานิก ไอออนของไฮโดรเจนจะได้รับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างไฮโดรเจนอะตอมที่พึ่งตั้งขึ้นใหม่ซึ่งมีความสามารถในการทะลุทะลวงที่แข็งแกร่งมาก อะตอมไฮโดรเจนขนาดเล็ก-สามารถผ่านฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวสแตนเลสได้อย่างง่ายดายและกระจายเข้าไปในโครงตาข่ายโลหะ อะตอมไฮโดรเจนจำนวนมากรวมตัวกันที่ช่องว่างขนาดเล็กภายในและขอบเขตของเมล็ดข้าว รวมตัวกันเป็นโมเลกุลไฮโดรเจนและทำให้เกิดแรงกดดันการขยายตัวภายในมหาศาล ในขณะเดียวกัน ไฮโดรเจนจะลดพลังงานพันธะตามขอบเกรนของสแตนเลส เมื่อความเครียดรวมของความดันไฮโดรเจนภายในและแรงดึงของห่วงในท่อเกินกว่าค่าความทนทานต่อการแตกหักของวัสดุ รอยแตกตามขอบเกรนหรือตามขอบเกรนจะก่อตัวและขยายตัวทันที ซึ่งแตกต่างจากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นที่เกิดจากคลอไรด์ไอออน ความเสียหายจากการแตกตัวของไฮโดรเจนถูกครอบงำโดยการบุกรุกของไฮโดรเจนภายใน แทนที่จะเป็นการกัดด้วยเคมีไฟฟ้าจากสื่อภายนอก
2. ตำแหน่งทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากการแตกตัวของไฮโดรเจน
ความร้อนจากการเชื่อม-โซนที่ได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนตัวหนาแน่นและข้อบกพร่องของผลึกมากขึ้น ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเสริมสมรรถนะไฮโดรเจน
ส่วนท่อที่ต้องผ่านการดองและการขจัดตะกรันโดยไม่ต้องอบด้วยการกำจัดไฮโดรเจนอย่างทั่วถึง
พื้นที่ป้องกัน Cathodic ของท่อที่เกิดปฏิกิริยาวิวัฒนาการไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวโลหะ
ข้อศอกงอด้วยความเย็น-พร้อมแรงเค้นภายในที่ตกค้างสูงและประสิทธิภาพในการดักจับไฮโดรเจนสูง
หลุมกัดกร่อนแบบรูพรุนในพื้นที่ซึ่งสภาพแวดล้อมจุลภาคที่ถูกแยกออกจะสร้างอะตอมไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่อง
3. ปัจจัยกระตุ้นหลักที่เร่งให้เกิดความล้มเหลวในการเกิดการแตกตัวของไฮโดรเจน
กระบวนการขจัดตะกรันด้วยการดองด้วยกรดขาดขั้นตอนการอบฟิล์มและการดีไฮโดรจีเนชันหลังการดำเนินการ
การตั้งค่าพารามิเตอร์ที่ไม่เหมาะสมของการป้องกันแคโทดิกในปัจจุบันที่ประทับใจนำไปสู่การวิวัฒนาการของไฮโดรเจนมากเกินไป
ตัวกลางประกอบด้วยส่วนประกอบที่เป็นกรด และวิวัฒนาการของไฮโดรเจนแคโทดเกิดขึ้นในระหว่างปฏิกิริยาการกัดกร่อนระยะยาว-
ท่อรับแรงกดดันในการทำงานมากเกินไปและความเค้นแรงดึงสูง ซึ่งเป็นแรงผลักดันในการขยายรอยแตกร้าว
วัสดุมีข้อบกพร่องภายในมากมาย เช่น การรวมตัวและรูพรุน ซึ่งกลายเป็นกับดักการรวมตัวของไฮโดรเจน
4. มาตรการทางเทคนิคการป้องกันและควบคุมลิงก์แบบเต็ม-
① เติมตัวยับยั้งการรวมตัวของไฮโดรเจนที่มีความเข้มข้นต่ำ-ในระหว่างการดอง
ลดการสร้างอะตอมไฮโดรเจนบนพื้นผิวโลหะจากแหล่งกำเนิด
2 ใช้การบำบัดความร้อนด้วยดีไฮโดรจีเนชันและซ่อมแซมฟิล์มทู่ให้สมบูรณ์หลังจากการดองและการเชื่อม
บังคับให้ไฮโดรเจนภายในวัสดุหลบหนีและสร้างชั้นเชิงป้องกันที่มีขนาดกะทัดรัดขึ้นมาใหม่
3 ปรับพารามิเตอร์ที่เป็นไปได้ของการป้องกันแคโทดให้เหมาะสมอย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยง-วิวัฒนาการของไฮโดรเจนในการป้องกันที่มากเกินไป
ควบคุมปฏิกิริยาแคโทดให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยโดยไม่เกิดการตกตะกอนของไฮโดรเจนมากเกินไป
④ จำกัดแรงดันการทำงานของการออกแบบเพื่อลดระดับความเค้นดึงของเมทริกซ์ผนังท่อ
ลดสภาวะการขับขี่ทางกลเพื่อเริ่มต้นการแตกร้าว
⑤ ดำเนินการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยกล้องจุลทรรศน์อัลตราโซนิกบนแรงกดหลัก-ส่วนท่อแบริ่งเป็นประจำ
ค้นหารอยแตกขนาดเล็กที่กระตุ้นให้เกิดไฮโดรเจน-ก่อนที่จะเกิดการแตกร้าว
5. ตารางเปรียบเทียบผลการป้องกัน
表格
| โหมดการรักษาและการผ่าตัด | ความเสี่ยงจากการแตกตัวของไฮโดรเจน | ข้อเสนอแนะการสมัคร |
|---|---|---|
| การดองโดยตรงโดยไม่ต้องดีไฮโดรจีเนชัน + การป้องกันแคโทดิกเกิน- + การทำงานด้วยแรงดันสูง | การแตกร้าวแบบเปราะฉับพลันเกิดขึ้นในช่วงเวลาบริการสั้น ๆ | หยุดการดำเนินการสำหรับการอบแบบดีไฮโดรจีเนชันและปรับพารามิเตอร์การป้องกัน |
| การดองด้วยการยับยั้งไฮโดรเจน + หลัง-การบำบัดด้วยการดีไฮโดรจีเนชัน + ศักยภาพในการปกป้องที่ได้มาตรฐาน | ป้องกันการบุกรุกของไฮโดรเจนและการแพร่กระจายของรอยแตกภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ | ข้อกำหนดมาตรฐานการป้องกันการเปราะของไฮโดรเจน-สำหรับท่อส่งความร้อนที่ทำจากสเตนเลสสตีลที่มีการป้องกันและกัดกรด |
| การตรวจสอบความเข้มข้นของไฮโดรเจนใน-แหล่งกำเนิด + หลัง-การรักษาความร้อนจากการเชื่อม + การตรวจจับข้อบกพร่องของความไวสูง-เป็นระยะๆ | อันตรายด้านความปลอดภัยจากการแตกหักแบบเปราะต่ำมาก | รูปแบบที่ต้องการสำหรับกระบวนการที่เป็นกรดและระบบท่อส่งความร้อนที่มีการป้องกันด้วยแคโทด |
บทสรุป
การแตกเปราะของไฮโดรเจนที่เปราะของท่อความร้อนสแตนเลส 316 เกิดจากการที่ไฮโดรเจนที่เพิ่งเกิดแทรกซึมเข้าไปในภายในของโลหะเพื่อรวบรวมและสร้างแรงดันภายใน ซึ่งทำให้เกิดการแพร่กระจายของรอยแตกอย่างรวดเร็วภายใต้ความเครียดแรงดึง มาตรการป้องกันหลัก ได้แก่ การยับยั้งการผลิตไฮโดรเจนในระหว่างการทำความสะอาดด้วยสารเคมี การจัดเตรียมการอบและการซ่อมแซมฟิล์มด้วยกระบวนการดีไฮโดรจีเนชัน การสร้างมาตรฐานการป้องกันแคโทด การควบคุมความเครียดในการรับน้ำหนักของท่อ และเสริมสร้างการตรวจสอบข้อบกพร่องด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นประจำ การจัดการ-กระบวนการปิด-ทั้งหมดสำหรับการบำรุงรักษาสารเคมีในท่อ การตั้งค่าพารามิเตอร์ป้องกันการกัดกร่อน- และการตรวจสอบอุปกรณ์เป็นระยะๆ สามารถกำจัดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยจากการแตกเปราะอย่างกะทันหันที่เกิดจากการแตกตัวของไฮโดรเจนในท่อทำความร้อน
