Kerosakan hidrogen ialah mod kegagalan rapuh biasa bagi-keluli berkekuatan tinggi. Atom hidrogen bebas yang menembusi ke dalam matriks keluli terkumpul pada kecacatan dalaman, sempadan butiran dan kawasan kepekatan tegasan, menyebabkan peningkatan mendadak dalam tegasan dalaman tempatan. Apabila tekanan pekat teraruh hidrogen-melebihi had kekuatan tempatan keluli, retakan mikro tidak boleh dipulihkan bermula di dalam bahan. Selepas pembentukan bolt dan servis, di bawah kesan gandingan tegasan sisa dalaman dan tekanan kerja luaran, retakan mikro ini terus merambat dan akhirnya membawa kepada patah rapuh secara tiba-tiba.
Kerosakan hidrogen tidak dapat dipulihkan. Ia hanya boleh dicegah melalui kawalan proses dan keadaan kerja dan bukannya dihapuskan melalui-rawatan selepas. Oleh itu, pemahaman yang jelas tentang faktor-faktor yang mendorong patah kehancuran hidrogen adalah penting untuk secara asasnya mengelakkan kegagalan tersebut. Punca utama pereputan hidrogen dalam bolt keluli aloi termasuk penembusan hidrogen semasa penjerukan, baki hidrogen semasa peleburan, penyerapan hidrogen daripada persekitaran perkhidmatan dan patah rapuh tertunda yang disebabkan oleh hidrogen-.
1. Penembusan Hidrogen Semasa Proses Penjerukan
Prosedur pra-perawatan termasuk penjerukan, fosfat, saponifikasi dan penyaduran elektrik ialah sumber utama pencerobohan hidrogen semasa pembuatan bolt. Di antara proses ini, penjerukan dan fosfat menunjukkan evolusi hidrogen dan tingkah laku penembusan hidrogen yang paling ketara. Semasa rawatan fosfat, medium berasid membentuk banyak sel galvanik mikro antara struktur besi dan karbon dalam keluli. Filem fosfat padat terbentuk pada permukaan bahan kerja di anod, manakala tindak balas evolusi hidrogen yang teruk berlaku di katod, menghasilkan sejumlah besar atom hidrogen aktif.
Atom hidrogen yang baru dijana mempunyai isipadu yang kecil dan aktiviti yang tinggi, membolehkannya menembusi permukaan keluli dengan mudah dan kekal di dalam matriks. Proses penembusan hidrogen semasa pembuatan adalah punca utama keretakan pereputan hidrogen dalambolt keluli aloi.
2. Penyingkiran Hidrogen Tidak Lengkap Semasa Peleburan
Semasa peleburan keluli aloi, surih hidrogen diperkenalkan oleh bahan mentah, gas relau dan media penyejukan. Dibataskan oleh suhu peleburan, persekitaran relau, proses penyahgasan dan kawalan proses, atom hidrogen dalam keluli cair tidak boleh dikeluarkan sepenuhnya, meninggalkan sejumlah hidrogen sisa dalam matriks keluli.
Hidrogen sisa mengurangkan kekuatan ikatan sempadan butiran keluli dan meningkatkan kerapuhan struktur. Semasa rawatan haba berikutnya, tajuk sejuk dan pemuatan perkhidmatan, ia mempercepatkan permulaan dan penyebaran retakan mikro dan dengan ketara meningkatkan risiko patah pereputan hidrogen.
3. Penyerapan Hidrogen daripada Persekitaran Perkhidmatan Luaran
Apabila bolt berfungsi dalam-persekitaran lembap, hujan atau menghakis jangka panjang, tindak balas elektrokimia berlaku pada permukaan bolt yang dicetuskan oleh lembapan dan media menghakis. Tindak balas ini secara berterusan menghasilkan atom hidrogen aktif yang menembusi ke dalam matriks bolt.
Dalam keadaan hujan,-kelembapan tinggi dan kabus garam yang berat, bolt menyerap hidrogen pada kadar yang lebih cepat dengan pengumpulan hidrogen yang lebih tinggi, mengakibatkan kebarangkalian patah pereputan hidrogen yang lebih tinggi berbanding dengan keadaan kerja kering.
4. Hidrogen-Patah Rapuh Tertunda Teraruh
Ini adalah mod kegagalan teras pemusnahan hidrogen. Hidrogen sisa bebas di dalam matriks bolt terus terkumpul pada zon kepekatan tegasan di bawah tindakan gabungan tegasan pramuat baki dan beban operasi berselang-seli. Pengayaan hidrogen sangat mengurangkan keliatan patah bahan dan menggalakkan penyebaran perlahan retakan mikro yang wujud, akhirnya menyebabkan patah rapuh tertunda tanpa gejala pra-kegagalan yang jelas. Ia ialah mod kegagalan mendadak tekanan rendah-yang biasa.
Langkah-langkah Pencegahan Kerosakan Hidrogen
Kerosakan hidrogen daripadaboltbergantung terutamanya pada pencegahan. Dalam pengeluaran dan penggunaan sebenar, bahan mentah-hidrogen-rendah hendaklah dipilih mengikut gred kekuatan bolt dan keadaan perkhidmatan. Proses utama seperti rawatan haba, penjerukan, fosfat dan penyaduran elektrik harus dioptimumkan, disertai dengan rawatan penyahhidrogenan yang ketat dan-kawalan kualiti proses penuh. Langkah-langkah pencegahan yang menyeluruh meliputi pemilihan bahan mentah, pembuatan, rawatan permukaan, pemasangan dan operasi boleh menghapuskan risiko kerosakan hidrogen dengan berkesan.
