Водородната крехкост е един от най-опасните невидими начини на повреда на нагревателни тръби от чист титан във ферментационната и химическата промишленост. За разлика от конвенционалната точкова корозия и изтъняване на стените, водородната крехкост не причинява очевидно увреждане на повърхността в ранния етап. Голямо количество водородни атоми проникват в титановата матрица и се натрупват вътре в металната решетка, което значително намалява якостта на титановия материал. При топлинен цикличен стрес и работно налягане крехките пукнатини внезапно се разширяват, което води до мигновено спукване на тръбата и изтичане на среда. Тази статия систематично излага механизма на генериране, условията на работа с висок-риск и стандартизираните мерки за предотвратяване и елиминиране на титанова водородна крехкост.
Механизмът за образуване на ядрото на водородна крехкост е проникване на водороден атом и увреждане на решетката. По време на декапиране с неорганична киселина, дългосрочна-катодна реакция и операция на прегряване, водородните атоми, генерирани върху повърхността на титания, са изключително малки и могат лесно да проникнат във вътрешността на метала. Натрупаният водород реагира с титана, за да образува чуплив титанов хидрид, който се утаява по протежение на границата на зърното. Хидридният слой има ниска якост и слаба устойчивост на умора, образувайки вътрешни източници на микропукнатини. При повтарящи се цикли на нагряване и охлаждане, микропукнатините продължават да се разширяват, което в крайна сметка води до крехко счупване без предупреждение.
-Статистическият анализ на място показва, че не-стандартното почистване с неорганична киселина е основната причина за водородна крехкост. Много предприятия използват разредена солна киселина или сярна киселина за бързо отстраняване на котлен камък, без да добавят титаниеви-специфични инхибитори на корозията. Високо{5}}кисели химични реакции произвеждат голямо количество водород. Продължителното-накисване и високо{8}}температурното киселинно почистване допълнително ускоряват проникването на водород в матрицата. За разлика от това, почистването с лимонена киселина и органична киселина почти не води до утаяване на водород и принадлежи към безопасен режим на почистване за титаниеви тръби.
Работата при прегряване и условията на-сухо горене влошават обогатяването на водород. Когато повърхността на титаниевата тръба е локално прегрята или частично суха-изгорена, пасивният филм се разрушава, металната активност се увеличава и капацитетът за абсорбция на водород се подобрява значително. Зоните на стагнация на мехурчета и зоните на покритие с мащабиране са склонни към локално прегряване, образувайки регионални зони за обогатяване на водород. Повечето скрити крехки повреди на засегнатите от топлина-заварени зони са тясно свързани с дългосрочното-местно натрупване на водород.
Най-голямата опасност от водородна крехкост е внезапната чуплива повреда. Корозионното изтъняване и питинг имат видими ранни предупредителни признаци като промяна на цвета и намаляване на дебелината на стената. Въпреки това, повреда от водородна крехкост възниква вътре в матрицата, с непокътната повърхностна морфология. След като оборудването понесе термичен шок или колебание на налягането, вътрешните пукнатини незабавно се разширяват, причинявайки спукване на тръбата, повреда на стерилната система и загуба на бульон при партидна ферментация, което води до огромни рискове за безопасността и икономически загуби.
Стандартизираните мерки за предотвратяване на водородна крехкост трябва да се прилагат стриктно при ежедневната поддръжка. Първо, заменете неорганичната киселина с лимонена-киселина за храна за конвенционално отстраняване на котлен камък, за да елиминирате основно риска от отделяне на водород. Ако трябва да се използва неорганична киселина за тежък минерален котлен камък, добавете специални титаниеви инхибитори на корозията, контролирайте температурата под 40 градуса и ограничете времето за еднократно накисване в рамките на един час.
За титаниеви тръби, които са били подложени на почистване с неорганична киселина, е необходима задължителна обработка за отстраняване на водород. Разглобете нагревателната тръба и я изпечете на 120–150 градуса за 3 часа, за да принудите вътрешния водород да излезе. Извършете ултразвуково откриване на дефекти след изпичане, за да скриете вътрешни кухини и микропукнатини. Тръбите с очевидни дефекти, свързани с водородна крехкост, трябва да се бракуват директно, за да се избегне скрита опасност от внезапно счупване.
В обобщение, водородната крехкост е фатален скрит риск за титаниеви нагревателни тръби при неправилно киселинно почистване и работни условия на прегряване. Предприятията трябва да изоставят нередовните навици за ецване с неорганични киселини, да стандартизират параметрите на почистване и да въведат редовно механизми за отстраняване на водород и откриване на дефекти. Ефективният контрол на водорода може да избегне повреда при крехко счупване и да осигури дългосрочна-безопасна и стабилна работа на титаниеви отоплителни системи.
