Κίνδυνος ευθραυστότητας υδρογόνου από μπουλόνια σιδηροτροχιάς και Έλεγχος διαδικασίας επεξεργασίας αφυδρογόνωσης
Γιατί τα μπουλόνια υψηλής αντοχής-είναι πιο ευαίσθητα στην ευθραυστότητα του υδρογόνου από τα συνηθισμένα μπουλόνια;
Τα μπουλόνια υψηλής- αντοχής υφίστανται σβέση και σκλήρυνση, με αποτέλεσμα μια σκληρυμένη δομή μαρτενσίτη με υψηλή σκληρότητα αλλά σημαντική παραμόρφωση του πλέγματος. Αυτή η δομή «παγιδεύει» έντονα άτομα υδρογόνου, τα οποία συσσωρεύονται εύκολα στα ελαττώματα του πλέγματος. Τα συνηθισμένα μπουλόνια έχουν χαμηλότερη σκληρότητα και δομή φερρίτη-περλίτη, επιτρέποντας την ταχεία διάχυση του υδρογόνου και αποτρέποντας τη συσσώρευση υψηλής- πίεσης. Υπό τάσεις εφελκυσμού, τα συσσωρευμένα άτομα υδρογόνου σε μπουλόνια υψηλής- αντοχής προκαλούν απότομη πτώση της πλαστικότητας, που οδηγεί σε ξαφνικό, εύθραυστο σπάσιμο χωρίς σημαντική παραμόρφωση-γνωστό ως ευθραυστότητα υδρογόνου.
Ποιες είναι οι κλασματικές διαφορές μεταξύ της ευθραυστότητας του υδρογόνου και του κατάγματος φυσιολογικής κόπωσης;
Τα κατάγματα με ευθραυστότητα υδρογόνου διαθέτουν φωτεινές γκρι, κρυσταλλικές επιφάνειες χωρίς εμφανή πλαστική παραμόρφωση, χαρακτηριστική της εύθραυστης αστοχίας. Συχνά είναι ορατές σαφείς ζώνες διάδοσης ρωγμών με εξαιρετικά γρήγορους ρυθμούς ανάπτυξης. Αντίθετα, τα κατάγματα κόπωσης εμφανίζουν διακριτές καταβολές κόπωσης, ραβδώσεις κόπωσης και τελικές ζώνες ρήξης, με πιο σκούρα χρώματα και πλαστική παραμόρφωση στην τελική ζώνη. Η ευθραυστότητα του υδρογόνου εμφανίζεται νωρίς στην υπηρεσία χωρίς προειδοποίηση. το κάταγμα κόπωσης αναπτύσσεται σταδιακά μετά από-μακροπρόθεσμη δόνηση. Η κλασματική ανάλυση επιτρέπει στους τεχνικούς να εντοπίσουν γρήγορα την αιτία της βλάβης.
Ποιες είναι οι βασικές παράμετροι της διαδικασίας για την αφυδρογόνωση και πώς να τις ελέγξουμε με ακρίβεια;
Οι βασικές παράμετροι είναι η θερμοκρασία και ο χρόνος διατήρησης, οι οποίοι πρέπει να ελέγχονται συνεργιστικά. Για τα μπουλόνια τροχιάς, η τυπική θερμοκρασία αφυδρογόνωσης είναι συνήθως 190 μοίρες έως 220 μοίρες. Οι χαμηλές θερμοκρασίες δεν ενεργοποιούν επαρκώς τα άτομα υδρογόνου για διάχυση. οι υψηλές θερμοκρασίες μειώνουν τη σκληρότητα και την αντοχή του μπουλονιού. Ο χρόνος διατήρησης κυμαίνεται από 8 έως 24 ώρες, ανάλογα με το υλικό και το αποτελεσματικό πάχος. Κατά τη διαδικασία{8}}το ψήσιμο με αφυδρογόνωση πρέπει να ξεκινήσει εντός 4 ωρών από την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση για να αποτραπεί η διάχυση του υδρογόνου βαθιά μέσα στη μήτρα του χάλυβα.
Ποιες επιφανειακές επεξεργασίες εγκυμονούν κινδύνους ευθραυστότητας υδρογόνου και ποιες είναι σχετικά ασφαλείς;
Wet electroplating processes like electro-galvanizing and electro-cadmium plating are high-risk, as hydrogen ions in the plating bath reduce at the cathode and penetrate the bolt. In contrast, hot-dip galvanizing, Dacromet coating, and mechanical galvanizing are low or zero-hydrogen processes with minimal risk. Ultra-high-strength track bolts (tensile strength >1000MPa) απαγορεύεται γενικά η χρήση ηλεκτρο-γαλβανισμού. Τα έργα μηχανικής θα πρέπει να δίνουν προτεραιότητα στο Dacromet ή στον γαλβανισμό εν θερμώ-για την εξάλειψη της ευθραυστότητας του υδρογόνου στην πηγή.
Πώς να αποτρέψετε τα σπασίματα των μπουλονιών που προκαλούνται από την ευθραυστότητα του υδρογόνου-στην τοποθεσία-;
Πρώτον, απαιτείται από τους κατασκευαστές να παρέχουν αρχεία διαδικασίας αφυδρογόνωσης και εκθέσεις δοκιμών κατά τη διάρκεια της προμήθειας. απαγορεύουν τη χρήση μη επεξεργασμένων μπουλονιών υψηλής- αντοχής. Δεύτερον, αποφύγετε την υπερβολική αποξήρανση ή την καθοδική ηλεκτρολυτική αποξήρανση κατά την κατασκευή, καθώς αυτά επαναφέρουν υδρογόνο. Εάν εμφανιστούν καθυστερημένα κατάγματα κατά την εγκατάσταση, ανακαλέστε αμέσως την παρτίδα. Επιπλέον, πραγματοποιήστε τακτικές μη{4}}μη καταστροφικές δοκιμές σε κρίσιμα μπουλόνια για τον εντοπισμό πρώιμων ρωγμών ευθραυστότητας υδρογόνου. Ο αυστηρός έλεγχος της πηγής και η διαχείριση της διαδικασίας είναι το κλειδί για την πρόληψη τέτοιων ατυχημάτων.