Kelengkapan Paip Titanium: Kesan Kandungan Hidrogen Tinggi & Langkah Berjaga-jaga Utama

Titanium sangat aktif secara kimia dan terdedah kepada penyerapan hidrogen semasa pemprosesan, rawatan haba, kimpalan, penjerukan dan prosedur lain. Kandungan hidrogen yang berlebihan boleh menyebabkan kerosakan hidrogen, keretakan akibat-hidrogen dan kemerosotan prestasi, menjejaskan keselamatan perkhidmatan dengan teruk.kelengkapan paip titanium.

 

 

1.1 Bentuk Sedia Ada Hidrogen

Atom hidrogen larut secara interstisial dalam kekisi kristal -Ti atau -Ti, dengan keterlarutan yang sangat rendah pada suhu rendah.

Apabila kandungan hidrogen melebihi had keterlarutan pepejal atau suhu menurun, fasa rapuh seperti TiH₂ dan TiH₁₋₂ terbentuk, memendakan dalam bentuk acicular, mengelupas atau besar-besaran, dan biasanya diedarkan pada sempadan butiran, kehelan dan kawasan kepekatan tegasan.

 

1.2 Kriteria Penghakiman untuk Kandungan Hidrogen Berlebihan

Piawaian kebangsaan, ASTM B338 dan spesifikasi lain menetapkan bahawa kandungan hidrogen dalam titanium dan kelengkapan paip aloi titanium hendaklah Kurang daripada atau sama dengan 0.015% (150 ppm).

100 ppm: Keliatan kesan berkurangan dengan ketara.

300–500 ppm: Keplastikan merosot secara mendadak dengan pemendakan hidrida yang besar.

0.05%: Bahan menjadi sangat rapuh dan terdedah kepada patah rapuh secara tiba-tiba tanpa amaran pada suhu bilik.

 

2.1 Kerosakan Hidrogen

TiH₂ acicular kekerasan tinggi{0}}tidak serasi dengan sifat matriks, dengan mudah membawa kepada retakan mikro.

Tegasan memacu hidrogen untuk terkumpul dalam-zon tekanan tinggi, mempercepatkan kerpasan hidrida dan merambat menjadi retakan antara butiran.

Patah tertunda dan terdedah kepada patah rapuh secara tiba-tiba dalam perkhidmatan dengan penyembunyian yang kuat.

 

2.2 Kemerosotan Tajam Sifat Mekanikal

Keliatan menurun dengan ketara, dan kerapuhan menjadi lebih ketara pada suhu rendah.

Keplastikan merosot, menjadikan operasi lenturan, perataan dan lain-lain pemprosesan boleh retak.

Hidrida bertindak sebagai sumber keletihan, dengan ketara mengurangkan hayat keletihan.

 

2.3 Insiden Kecacatan Kimpalan yang Tinggi

Hidrogen dalam kolam lebur gagal melarikan diri dalam masa apabila disejukkan, membentuk liang hidrogen.

Hidrida menghasilkan rekahan sejuk di bawah tekanan kimpalan.

Keliatan kimpalan dan haba-zon terjejas berkurangan, mengakibatkan prestasi sambungan tidak sekata.

 

2.4 Kemerosotan Rintangan Kakisan

Hidrida permukaan cenderung untuk mengelupas, mempercepatkan kakisan.

Keretakan kerosakkan hidrogen bertindak sebagai saluran sederhana, mudah menyebabkan keretakan kakisan tegasan.

Penyerapan hidrogen dan kakisan menggalakkan satu sama lain pada kecacatan tempatan, mempercepatkan kegagalan.

 

 

Penyerapan hidrogen titanium mempercepatkan melebihi 400 darjah; penyerapan hidrogen secara besar-besaran berlaku dengan mudah jika relau mengandungi wap air, hidrogen atau suasana pengurangan.

 

Argon yang tidak tulen, kandungan hidrogen yang tinggi dalam logam asas/dawai kimpalan, perisai yang tidak mencukupi, dan pencerobohan lembapan ke dalam kolam cair menjana hidrogen.

Asid bertindak balas dengan titanium untuk menghasilkan hidrogen aktif semasa penjerukan; kepekatan, suhu dan masa yang berlebihan akan memburukkan lagi penyerapan hidrogen.

 

Kerosakan pada filem oksida permukaan dan pembentukan permukaan aktif segar menjadi saluran untuk penyerapan hidrogen.

Kandungan hidrogen yang berlebihan dalam bahan mentah itu sendiri, dan lembapan pada permukaan terurai untuk menghasilkan hidrogen pada suhu tinggi dalam persekitaran lembap.

 

4.1 Kawalan Sumber

Pilih kosong tiub titanium dengan kandungan hidrogen Kurang daripada atau sama dengan 100 ppm sebagai bahan mentah, jalankan pemeriksaan mandatori semasa ketibaan kilang dan tolak bahan yang tidak-menepati.

 

Kawal kelembapan bengkel Kurang daripada atau sama dengan 60%, pastikan bahan kerja kering, dan larang pemprosesan dengan pencemaran air atau minyak.

Keluarkan minyak, kotoran dan karat dengan teliti sebelum mengimpal, dan elakkan pencemaran yang disebabkan oleh sentuhan dengan perkakas besi.

 

4.2 Kawalan Proses Semasa Pemprosesan

Rawatan haba

Utamakan penyepuhlindapan perisai argon vakum atau{0}}ketulenan tinggi, dengan takat embun argon < -40 darjah .

Suhu penyahhidrogenan yang disyorkan: 538–760 darjah ; elakkan pengoksidaan melebihi 760 darjah; melarang mengurangkan atmosfera dan memendekkan masa pemanasan.

 

Kimpalan

Gunakan argon-ketulenan tinggi Lebih besar daripada atau sama dengan 99.99%, dengan takat embun < -40 darjah .

Alur bersih dan kering sebelum mengimpal, pakai arus rendah dan kelajuan kimpalan tinggi, dan sediakan perisai penuh pada kedua-dua bahagian hadapan dan belakang sehingga menyejukkan di bawah 200 darjah .

Gunakan wayar kimpalan padanan hidrogen{0}}rendah.

 

Penjerukan

Gunakan sistem HF + HNO₃ kepekatan rendah-rendah, suhu Kurang daripada atau sama dengan 40 darjah , tempoh 1–3 minit.

Bilas sepenuhnya dan keringkan selepas penjerukan; melarang penjerukan dengan asid tunggal seperti asid hidroklorik atau asid sulfurik.

 

Pemprosesan mekanikal

Gunakan alat pemotong khas dan cecair pemotong yang serasi untuk mengelakkan kenaikan suhu geseran.

Kurangkan tanda alat dan pengisaran berlebihan untuk melindungi filem oksida.

 

4.3 Langkah Pemulihan untuk Hidrogen Berlebihan: Penyepuhlindapan Penyahhidrogenan Vakum

Menjalankan penyahhidrogenan vakum apabila kandungan hidrogen > 150 ppm:

Suhu: 580–650 darjah

Darjah vakum: Kurang daripada atau sama dengan 0.066 Pa

Masa memegang: 2–4 jam

Sejukkan dalam relau hingga di bawah 200 darjah sebelum dinyahcas

 

4.4 Pemeriksaan Kualiti

Kesan kandungan hidrogen melalui kaedah gabungan gas lengai-kaedah kekonduksian terma untuk memastikan Kurang daripada atau sama dengan 150 ppm.

Periksa sifat mekanikal seperti keliatan hentaman, pemanjangan dan prestasi merata.

Laksanakan ujian tidak-memusnahkan UT dan PT pada bahagian penting untuk mengesan keretakan-hidrogen.

 

 

Ruihang menyediakan-produk aloi titanium dan titanium berkualiti tinggi. Proses pembuatan kami yang ketat memastikan kami memenuhi keperluan pelanggan kami sepenuhnya. Untuk butiran lanjut, sila hubungi kami melalui e-mel:Sam.Rui@bjrh-titanium.com