Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Металлдың тозу процестері
Metal degradation processes
Сутегінің зиянды әсері – сутегі атомдарымен өзара әрекеттесу нәтижесінде туындайтын металл тозу процестерінің көптеген түрлерін білдіретін жалпы атау. Ескеріңіз, молекулалық сутегі газы металлдың қатты ерітіндісіне енген атомдар мен иондар сияқты әсер етпейді.
Hydrogen damage is the generic name given to a large number of metal degradation processes due to interaction with hydrogen atoms. Note that molecular gaseous hydrogen does not have the same effect as atoms or ions released into solid solution in the metal.
Ішкі ақаулардың пайда болуы
Жоғары температурада сутегіге ұшыраған көміртекті болаттарда жоғары температуралық сутегінің әсерінен ішкі көміртекті жою және механикалық қасиеттерінің төмендеуі пайда болады.
Carbon steels exposed to hydrogen at high temperatures experience high temperature hydrogen attack which leads to internal decarburization and weakening.
Бүлдірлеу
Металдар арқылы диффузияланатын атомдық сутегі, инклюзиялар және ламинациялар сияқты ішкі ақауларда жиналып, молекулалық сутегі түзеді. Сутегінің үздіксіз сіңірілуі салдарынан мұндай жерлерде жоғары қысым туындауы мүмкін, бұл қабықшаның пайда болуына, өсуіне және соңында жарылуына алып келеді. Мұндай сутегінен туындаған қабықшалы жарылу болаттарда, алюминий қорытпаларында, титан қорытпаларында және ядролық құрылымдық материалдарда байқалған. Сутегінің ерігіштігі төмен металдар (мысалы, вольфрам) қабықшалардың пайда болуына көбірек бейім. Ал, ванадий сияқты сутегінің жоғары ерігіштігі бар металдарда, сутегі көпіршіктер мен қабықшалардың орнына тұрақты металл гидридтерін түзетуге бейім.
Atomic hydrogen diffusing through metals may collect at internal defects like inclusions and laminations and form molecular hydrogen. High pressures may be built up at such locations due to continued absorption of hydrogen leading to blister formation, growth and eventual bursting of the blister. Such hydrogen induced blister cracking has been observed in steels, aluminium alloys, titanium alloys and nuclear structural materials. Metals with low hydrogen solubility (such as tungsten) are more susceptible to blister formation. While in metals with high hydrogen solubility like vanadium, hydrogen prefers to induce stable metal hydrides instead of bubbles or blisters.
Сынған жарықтар, ұсақ-түйектер, балық көздері және микро перфорациялар
Ұсақ қабыршықтар мен сыну жарықтары – ірі соғылмаларда кездесетін ішкі жарықтар. Қорыту және құю кезінде сіңірілген сутек ішкі қуыстар мен кемшіліктерде жиналып, соғылма жасау кезінде осы ақауларды тудырады. «Балық көзі» – сынған беттерде, көбінесе дәнекерленген жерлерде көрінетін, осыған ұқсас нүктелі жарқыраған дақтар. Сутек металлға дәнекерлеу кезінде өтеді және кейіннен жүктеме түскенде бұл ақау пайда болады. Өте жоғары сутек қысымына ұшыраған болаттан жасалған ыдыстарда кішкентай жарықтар немесе микротесіктер пайда болып, олар арқылы сұйықтықтар ағып шығуы мүмкін.
Flakes and shatter cracks are internal fissures seen in large forgings. Hydrogen picked up during melting and casting segregates at internal voids and discontinuities and produces these defects during forging. Fish eyes are bright patches named for their appearance seen on fracture surfaces, generally of weldments. Hydrogen enters the metal during fusion welding and produces this defect during subsequent stressing. Steel containment vessels exposed to extremely high hydrogen pressures develop small fissures or micro perforations through which fluids may leak.
Тартылуға икемділіктің жоғалуы
Сутек көптеген материалдардың созылу мүмкіндігін төмендетеді. Икемді материалдарда, мысалы, аустениттік тот баспайтын болаттар мен алюминий қорытпаларында, айқын қатайып кету болмауы мүмкін, бірақ созылу сынақтарында созылу мүмкіндігінің айтарлықтай төмендеуі (% ұзарту немесе % қимасының азаюы) байқалуы мүмкін.
Hydrogen lowers tensile ductility in many materials. In ductile materials, like austenitic stainless steels and aluminium alloys, no marked embrittlement may occur, but may exhibit significant lowering in tensile ductility (% elongation or % reduction in area) in tensile tests.
Сутегі зақымдануын бақылау
Сутегі зақымдалуын бақылаудың ең тиімді әдісі – металл мен сутегінің арасындағы жанасуды бақылау болып табылады. Қорыту, құю, өңдеу (істеу, соғу және т.б.), дәнекерлеу сияқты маңызды операциялар кезінде металлға сутегінің енуін азайту үшін көптеген шаралар қолданылуы мүмкін. Сондай-ақ, химиялық тазалау, электрожақтау және қызмет ету мерзімінде коррозия сияқты беттік дайындық кезінде де сутегінің енуін азайтуға болады. Қоршаған ортаны бақылау және материалдың сутегіге сезімталдығын азайтуға бағытталған металлургиялық бақылау – сутегі зақымдалуын азайтудың екі негізгі жолы болып табылады.
The best method of controlling hydrogen damage is to control contact between the metal and hydrogen. Many steps can be taken to reduce the entry of hydrogen into metals during critical operations like melting; casting; working (rolling, forging, etc. ); welding; and surface preparation, like chemical cleaning, electroplating, and corrosion during their service life. Control of the environment and metallurgical control of the material to decrease its susceptibility to hydrogen are the two major approaches to reduce hydrogen damage.
Сутегі зақымдалуын анықтау
Сутегінің зақымдануын тиянақты анықтау және бақылау үшін әртүрлі әдістер бар, оның ішінде ультрадыбыстық эхоның әлсіреу әдісі, амплитудаға негізделген кері шашырау, жылдамдық қатынасы, жүзу толқындары/уақыт өлшемі, сопақша ұстау режиміндегі қима толқынының жылдамдығы, кеңейтілген ультрадыбыстық кері шашырау техникалары (AUBT), уақыт бойынша дифракция (TOFD), қалыңдық картастыру және металлографиялық репликалар. Сутегінің зақымдануын анықтауда кері шашырау техникасы материалдағы зақымдалған аймақтарды анықтау үшін қолданылады. Кері шашырау өлшемінің нәтижелерін тексеру және растау үшін жылдамдық қатынасын өлшеу техникасы пайдаланылады. Микро және макро жарықтарды анықтау үшін уақыт бойынша дифракция тиімді әдіс болып табылады.
There are various methods of adequately identifying and monitoring hydrogen damage, including ultrasonic echo attenuation method, amplitude based backscatter, velocity ratio, creeping waves/time of flight measurement, pitch catch mode shear wave velocity, advanced ultrasonic backscatter techniques (AUBT), time of flight diffraction (TOFD), thickness mapping and in situ metallography – replicas. For hydrogen damage, the backscatter technique is used to detect affected areas in the material. To cross check and confirm the findings of the backscatter measurement, the velocity ratio measurement technique is used. For the detection of micro and macro cracks, time of flight diffraction is a suitable method to use.