La fallada de fractura fràgil per la fragilitat de l'hidrogen es refereix a l'hidrogen atòmic generat per la corrosió electroquímica, la reacció de decapat i la protecció del càtode que penetra a l'interior de la gelosia metàl·lica del tub de calefacció de titani. Els àtoms d'hidrogen s'agrupen al llarg dels límits de gra, dislocacions i microdefectes interns per formar fases fràgils d'hidrur de titani. La ductilitat i la duresa del material cauen bruscament, les microesquerdes petites broten sota esforços residuals interns, pressió mitjana i càrrega tèrmica alterna. Les esquerdes s'expandeixen ràpidament al llarg de les zones d'agregació d'hidrurs, provocant finalment una fractura sobtada i trencadissa del cos de la canonada sense una deformació plàstica evident. Aquesta fallada té una forta sobtada, sovint causant trencament de la canonada i expulsió mitjana a les canonades de calefacció que suporten pressió-con manteniment de decapat i mitjà reductor.
1. Mecanisme d'infiltració d'hidrogen i fragilitat dels hidrurs
El titani té una solubilitat extremadament alta per als àtoms d'hidrogen a alta temperatura i un ambient de reducció àcida. Durant la corrosió i el rentat àcid, els ions d'hidrogen obtenen electrons i es converteixen en àtoms d'hidrogen actius, que penetren a la superfície metàl·lica i es difonen a l'interior de la matriu. L'hidrogen s'acumula als defectes estructurals i precipita hidrur de titani fràgil com a agulla-, que divideix l'estructura del límit del gra metàl·lic. Sota força externa o estrès tèrmic, les microesquerdes germinen a les zones de distribució d'hidrurs i es propaguen de manera transgranular i intergranular. A diferència de l'expansió de l'esquerda per fatiga amb càrrega cíclica-a llarg termini, la fragilitat de l'hidrogen pertany al deteriorament de la duresa intrínseca del material i la fractura es produeix instantàniament un cop es supera la concentració crítica d'hidrogen.
2. Posicions típiques propenses a danys per la fragilitat de l'hidrogen
Juntes soldades i zones afectades per la calor- amb grans gruixuts i més defectes de gelosia;
Seccions de canonades sotmeses a decapat i neteja química sense tractament de deshidrogenació posterior;
Les peces de la canonada amb una protecció catòdica de corrent impressionada excessiva que condueix a una sobreprotecció de l'evolució d'hidrogen;
Àrees de la paret interior en contacte-a llarg termini amb medi àcid reductor i fluid de procés que conté hidrogen-;
Seccions de canonades doblegades processades-en fred amb gran tensió interna residual i fàcil enriquiment d'hidrogen.
3. Factors inductors bàsics que acceleren el fracàs de la fragilitat
La solució de decapat no té components d'inhibició de l'hidrogen i es genera una gran quantitat d'hidrogen naixent durant la desoxidació;
No s'organitza cap procés de cocció de deshidrogenació després de la neteja àcida i la construcció de soldadura;
Els paràmetres de protecció catòdica s'estableixen sense raó amb un potencial excessiu provocant una reacció violenta d'evolució d'hidrogen;
El mitjà de transport conté ingredients reductors forts per produir contínuament fonts de permeació d'hidrogen;
Les canonades de titani retenen una gran tensió residual després de la flexió i la formació, accelerant l'inici de les esquerdes sota l'acció de l'hidrogen.
4. Mesures tècniques de-prevenció i control d'enllaços complets
① Afegiu inhibidors de corrosió d'hidrogen eficients al líquid decapat per suprimir la generació d'àtoms d'hidrogen
Tallar la font d'infiltració d'hidrogen durant la neteja química fonamentalment.
② Implementeu un tractament de cocció de conservació de la calor de deshidrogenació a baixa -temperatura després de la soldadura i el rentat àcid
Expulsar l'hidrogen difusible dins de la xarxa metàl·lica per eliminar les condicions de precipitació d'hidrurs.
③ Ajusteu amb precisió el potencial de protecció catòdica per evitar la sobreprotecció i la reacció d'evolució d'hidrogen
Limiteu el potencial del càtode dins del rang segur contra la fragilització de l'hidrogen.
④ Optimitzeu la tecnologia de conformació de canonades i elimineu la tensió residual posterior al-processament mitjançant el recuit d'alleujament de tensions
Reduir els llocs defectuosos per a l'agregació d'hidrogen i la propagació d'esquerdes.
⑤ Realitzeu regularment la detecció de defectes per ultrasons i la inspecció de mostreig de contingut d'hidrogen per a les seccions de canonades de coixinets de pressió clau-
Talleu les primeres microesquerdes-induïdes per l'hidrogen abans de la fractura fràgil.
5. Taula comparativa d'efectes de prevenció
表格
| Mode de construcció i protecció | Risc de fractura de fragilització de l'hidrogen | Suggeriment d'aplicació |
|---|---|---|
| Decapat sense inhibició + tractament sense deshidrogenació + protecció catòdica sobre-protecció | Es produeix una fractura trencadissa sobtada durant el període d'operació{0}}de pressió | Suplementar la cocció de deshidrogenació i rectificar la configuració dels paràmetres de protecció |
| Decapat amb inhibidor + procés de deshidrogenació estandarditzat + control precís del potencial de protecció | Restringeix eficaçment la intrusió d'hidrogen i la precipitació en fase fràgil d'hidrur | Especificació de construcció estàndard per a la soldadura i manteniment de canonades de calefacció de titani amb coixinets de pressió{0} |
| -Alleujament integral de tensió posterior a la soldadura + control potencial de protecció en línia-en temps real + mostreig anual del rendiment del material | Riscos de seguretat de ruptura fràgil sobtada extremadament baixos i de fuites mitjans | Esquema preferit per a projectes de xarxa de canonades de calefacció anticorrosió de titani mitjà d'alta-pressió reductora- |
Conclusió
El fracàs de la fragilitat de l'hidrogen del tub d'escalfament de titani és causat pels àtoms d'hidrogen que penetren a la matriu metàl·lica per formar hidrur de titani trencadís, que indueix una ràpida expansió d'esquerdes i fractura fràgil sota estrès. Les mesures bàsiques de prevenció inclouen l'addició d'inhibidors de decapatge, la configuració del tractament tèrmic de deshidrogenació, l'optimització dels paràmetres de protecció catòdica, l'eliminació de l'estrès residual de processament i la realització periòdica de detecció de defectes i proves de contingut d'hidrogen. La gestió de-procés tancat-de cicle complet del processament de canonades, l'operació de manteniment i la configuració de paràmetres de protecció anticorrosió-poden evitar fractures sobtades i accidents de seguretat causats per la fragilitat de l'hidrogen de les canonades de pressió de calefacció de titani.
