กลไกของความล้มเหลวของการแตกหักแบบเปราะของไฮโดรเจนที่เกิดการแตกตัวของท่อความร้อนไทเทเนียมและแผนการควบคุมการป้องกันกระบวนการ-เต็มรูปแบบ

การแตกหักแบบเปราะของไฮโดรเจนที่เปราะหมายถึงอะตอมของไฮโดรเจนที่เจาะเข้าไปในด้านในของเมทริกซ์ไทเทเนียมภายใต้อุณหภูมิเฉพาะและสภาพแวดล้อมปานกลาง ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับไทเทเนียมเพื่อสร้างตะกอนไทเทเนียมไฮไดรด์เปราะ ซึ่งทำลายความต่อเนื่องของโครงสร้างจุลภาคของโลหะ ภายใต้แรงกดดันภายในและความเครียดจากความร้อน รอยแตกที่เปราะจะแตกหน่อและขยายตัวอย่างรวดเร็วภายในผนังท่อโดยไม่มีการเสียรูปพลาสติกบนพื้นผิวอย่างเห็นได้ชัด ในที่สุดก็ทำให้เกิดการแตกเปราะอย่างกะทันหันและการรั่วไหลปานกลางของท่อความร้อนไทเทเนียม ความล้มเหลวนี้เป็นของไฮโดรเจน-ซึ่งเกิดจากความเสียหายจากความเปราะบางภายในของวัสดุ ซึ่งมักเกิดขึ้นในท่อไทเทเนียมที่ให้บริการในสภาพแวดล้อมการดอง ไฮโดรเจนเปียก-ที่มีระบบป้องกันตัวกลางและแคโทด

1. กลไกการแทรกซึมของไฮโดรเจนและการแตกตัว

ไทเทเนียมมีความสามารถในการดูดซับไฮโดรเจนได้สูงในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด เมื่อไปป์ไลน์สัมผัสกับของเหลวดองที่เป็นกรดหรือของเหลวในกระบวนการที่มีไฮโดรเจนสูง- ไอออนของไฮโดรเจนในตัวกลางจะได้รับอิเล็กตรอนและกลายเป็นอะตอมไฮโดรเจน อะตอมไฮโดรเจนขนาดเล็ก-สามารถผ่านฟิล์มทู่ไทเทเนียมได้อย่างง่ายดายและกระจายเข้าไปในโครงตาข่ายโลหะ เมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนสะสมจนถึงความอิ่มตัว เข็ม-เช่นเฟสไทเทเนียมไฮไดรด์เปราะจะแยกออกไปตามขอบเขตของเกรน เฟสไฮไดรด์เหล่านี้มีความเหนียวต่ำมากและกลายเป็นแหล่งกำเนิดรอยแตกตามธรรมชาติ ภายใต้ความเค้นดึงที่เกิดจากแบริ่งแรงดันและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ รอยแตกร้าวจะแพร่กระจายไปตามบริเวณการกระจายตัวของไฮไดรด์ด้วยความเร็วที่รวดเร็วมาก ส่งผลให้เกิดการแตกหักของรอยแตกร้าวโดยแทบไม่มีการเสียรูปแบบเหนียวเลย แตกต่างจากการกัดกร่อนด้วยกัลวานิกและการกัดกร่อนตามรอยแยกซึ่งเป็นการสูญเสียการละลายของวัสดุ การแตกตัวของไฮโดรเจนคือการเสื่อมสภาพของโครงสร้างที่เปราะบางซึ่งเกิดจากการเติมองค์ประกอบภายใน และตัวท่อไม่มีการสูญเสียน้ำหนักที่ชัดเจนก่อนที่จะแตกหัก

2. ตำแหน่งทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากการแตกตัวของไฮโดรเจน

ส่วนท่อแช่ในของเหลวกรดดองระหว่างการทำความสะอาดสารเคมีและการก่อสร้างทู่

ส่วนท่อที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ป้องกันการกัดกร่อน-แคโทดที่มีศักยภาพในการป้องกันมากเกินไป

ท่อส่งก๊าซที่ตายแล้วซึ่งมีไฮโดรเจน-ถูกผนึกตัวกลางที่ประกอบด้วยไฮโดรเจน และไฮโดรเจนละลายและสะสมอย่างต่อเนื่อง

รอยเชื่อมที่มีโครงสร้างเกรนหลวมและอัตราการแพร่กระจายของไฮโดรเจนเร็วขึ้น

ส่วนยืนปิดอุณหภูมิต่ำ-ซึ่งความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนลดลงและไฮไดรด์ตกตะกอนในปริมาณมาก

3. ปัจจัยกระตุ้นหลักที่เร่งให้เกิดการแตกตัวของไฮโดรเจน

เวลาในการดองและความเข้มข้นของกรดที่ไม่สามารถควบคุมได้ระหว่าง-การทำความสะอาดท่อในไซต์งาน ส่งผลให้มีการดูดซับไฮโดรเจนมากเกินไป

การตั้งค่าพารามิเตอร์ที่ไม่เหมาะสมของการป้องกันแคโทดิกกระแสประทับใจ ทำให้เกิดการป้องกันมากเกินไป และบังคับให้เกิดการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน

การปิดระบบระยะยาว-โดยไม่ทิ้งสื่อที่มีไฮโดรเจน- ภายในท่อเพื่อหลีกเลี่ยงการเสริมสมรรถนะไฮโดรเจน

สารทำงานประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนที่พึ่งเกิดขึ้น และส่วนประกอบอื่นๆ ที่สามารถแยกอะตอมของไฮโดรเจนออกได้ง่าย

ไม่มีการบำบัดความร้อนด้วยดีไฮโดรจีเนชันหลังการเชื่อมและการดองเพื่อกำจัดไฮโดรเจนที่ละลายอยู่ภายในวัสดุ

4. มาตรการทางเทคนิคการป้องกันและควบคุมลิงก์แบบเต็ม-

① กำหนดกระบวนการดองในเวลาอันสั้นที่เป็นมาตรฐาน-โดยเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนอย่างเคร่งครัด

จำกัดระยะเวลาการแช่กรดเพื่อลดการซึมผ่านของไฮโดรเจนในสารตั้งต้นไททาเนียม

2 ปรับศักยภาพการป้องกันแคโทดิกอย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาวิวัฒนาการของไฮโดรเจนที่มีการป้องกันมากเกินไป

กำหนดขีดจำกัดบนเพื่อป้องกันการสร้างไฮโดรเจนจากแหล่งกำเนิด

3 ล้างและเปลี่ยนตัวกลางที่ตกค้างในไปป์ไลน์หลังจากการดำเนินการปิดระบบระยะยาว-

ปล่อยไฮโดรเจนที่สะสมไว้เพื่อป้องกันการตกตะกอนของไฮไดรด์ที่อุณหภูมิต่ำ

④ ใช้การบำบัดด้วยการดีไฮโดรจีเนชั่นแบบอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำ-หลังการเชื่อมและการทำความสะอาดกรด

ขับไล่ไฮโดรเจนที่ละลายซ้ำซ้อนภายในโครงตาข่ายโลหะไทเทเนียม

⑤ ตรวจสอบวัสดุตัวอย่างเป็นประจำเพื่อตรวจจับระดับการตกตะกอนของไฮไดรด์ของส่วนท่อหลัก

เปลี่ยนส่วนประกอบที่เปราะอย่างรุนแรงล่วงหน้าก่อนที่การแตกหักจะเสียหาย

5. ตารางเปรียบเทียบผลการป้องกัน

表格

บทสรุป

ความล้มเหลวในการแตกตัวของไฮโดรเจนของท่อทำความร้อนไทเทเนียมถูกกระตุ้นโดยการแทรกซึมของอะตอมไฮโดรเจนและการตกตะกอนของไทเทเนียมไฮไดรด์ภายในเมทริกซ์ ซึ่งจะช่วยลดความเหนียวของวัสดุและนำไปสู่ความเครียด-ทำให้เกิดการแตกหักที่เปราะฉับพลัน กลยุทธ์การป้องกันหลักประกอบด้วยการควบคุมพารามิเตอร์การป้องกันการกัดกรดและ-การป้องกันการกัดกร่อนอย่างเคร่งครัด เพื่อตัดช่องทางเข้าของไฮโดรเจน การถ่ายสื่อที่มีไฮโดรเจน-ในปริมาณมากในเวลาที่เหมาะสม และการกำจัดไฮโดรเจนภายในด้วยการบำบัดความร้อนด้วยดีไฮโดรจีเนชัน การควบคุม-แบบวนรอบของการทำความสะอาดท่อ การกำหนดค่าการป้องกัน-การกัดกร่อน การบำรุงรักษาการปิดระบบ และการตรวจสอบวัสดุสามารถป้องกันอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยจากการแตกอย่างกะทันหันที่เกิดจากการแตกตัวของไฮโดรเจนในท่อทำความร้อนไทเทเนียม