A hidrogén öblítés kritikus aggodalomra ad okot a nagy szilárdságú szénacél csavarok előállításában és alkalmazásában, különösen azokban az iparágakban, ahol a mechanikai megbízhatóság és a hosszú távú teljesítmény nélkülözhetetlen. Ez a jelenség a fém rugalmasságának és esetleges kudarcának elvesztésére utal, a hidrogénatomok jelenléte és diffúziója miatt a kristályos szerkezetében. A katasztrofális hibák megelőzése érdekében a gyártók, mérnökök és minőség -ellenőrzési szakemberek számára elengedhetetlen a hidrogén -öblítés bekövetkezése, különösen a szénacél rögzítőelemeiben.
Hidrogén öblítés nagy szilárdságú szénacél csavarok Általában három primer stádiumot foglal magában: a hidrogén bevezetése, a hidrogén diffúziója és csapdája, valamint az azt követő öblítés késleltetett meghibásodást eredményez. A kezdeti stádium, a hidrogén belépése, a gyártási folyamat több pontján fordulhat elő. Általános források közé tartozik a pácolás (savtisztítás), az galvanizálás (különösen a cink vagy a kadmium), a foszfátus és még a korrózió reakciók a szolgálat során. Ha egy csavart savas környezetnek vagy elektrokémiai folyamatoknak van kitéve, az atomhidrogént a fém felületén állítják elő. Ezen hidrogénatomok némelyike behatol az acélmátrixba, különösen a nagy keménységgel vagy szakítószilárdságú acélokban (általában 1000 MPa felett).
A fémbe való belépés után a hidrogénatomok vándorolhatnak és csapdába eshetnek a különféle mikroszerkezeti hibák, például a gabonahatárok, a diszlokációk, a zárványok és az üregek esetén. Nagy szilárdságú acélokban, amelyek az ötvözés és a hőkezelés miatt feszültebb és érzékenyebb mikroszerkezetekkel rendelkeznek, a rács hiányosságai kedvező helyeket biztosítanak a hidrogén felhalmozódásához. Az idő múlásával még kis mennyiségű csapdába esett hidrogén is képes belső feszültségeket kialakítani, amelyek veszélyeztetik a fém kohézióját, különösen a szakító terhelések alatt.
Az öblítő mechanizmus nem csupán a hidrogén jelenlétének köszönhető, hanem inkább, hogy miként lép be az acél stressz alatt. Az egyik széles körben elfogadott elmélet a hidrogénnel fokozott lokalizált plaszticitás (súgó), ahol a hidrogén növeli a diszlokációk mobilitását a lokalizált régiókban, ami korai repedések kezdeményezését és terjedését eredményezi. Egy másik elmélet, az úgynevezett hidrogénnel fokozott dekodizáció (HEDE), azt sugallja, hogy a hidrogén gyengíti az atomkötéseket a gabonahatárok mentén, ami a granuláris töréshez vezet. A gyakorlatban mindkét mechanizmus az acél összetételétől, a mikroszerkezettől és a szolgáltatási feltételektől függően egyszerre működhet.
Az alkalmazásban a hidrogén -öblítés gyakran késleltetett meghibásodásként nyilvánul meg. Azok a csavarok, amelyek a gyártás után az összes mechanikai tesztet átadják, hirtelen meghibásodhatnak napok vagy hetek üzemeltetése után, különösen, ha húzófeszültségnek vannak kitéve. A törés felülete általában törékeny tulajdonságokat mutat, mint például a hasítás vagy a granuláris repedés, annak ellenére, hogy az anyag normál körülmények között gátolható. Ez különösen veszélyesvé teszi a hidrogén öblítését, mivel a kudarcok figyelmeztetés nélkül és gyakran a kritikus szerelvényekben fordulnak elő.
A nagy szilárdságú szénacél csavarok hidrogén ölelésének megakadályozása érdekében számos stratégiát alkalmaznak. Az első a folyamatvezérlés. A gyártóknak minimalizálniuk kell a hidrogén expozíciót a felszíni kezelési folyamatok során. Például a sav pácolás helyett lúgos tisztítás használata, és a galvanizálás elkerülése, vagy alternatívák, például mechanikus bevonat használata. Ha galvanizálásra van szükség, akkor a sütés néven ismert kritikus utófeldolgozást végezzük. Ez magában foglalja a csavarok melegítését (általában 190–230 ° C -on több órán keresztül), röviddel a borítás után, hogy a csapdába esett hidrogén elterjedjen, mielőtt károsodást okozna.
Az anyagválasztás egy másik vezérlési módszer. A széntartalom csökkentése vagy az ötvözött acélok kiválasztása, amelyek jobban ellenállnak az öblítésnek, segíthetnek, bár ez magában foglalhatja az erő és a költségek kompromisszumait. Ezenkívül a kötőelemek végső szakítószilárdságának csökkentése, kissé az öblítés küszöbértéke alatt (általában ~ 1000 MPa -nak nevezik), drámai módon csökkentheti az érzékenységet.
A szolgálatban a stressz csökkentése és a környezeti ellenőrzések kulcsfontosságúak. A túlzottan meghökkentés és a megfelelő nyomaték-specifikációk használatának elkerülése korlátozhatja a csavarokra alkalmazott szakító feszültséget. A védőbevonatok, például a cink-nickel vagy a foszfátkezelések, a tömítésekkel kombinálva, a hidrogént generáló korrozív környezetek csavarjait árnyékolhatják. Nagyon kritikus alkalmazásokban a rögzítőelemeket néha beépített biztonsági tényezőkkel kell meghatározni, hogy figyelembe vegyék a potenciális ölelés kockázatait.
A nagy szilárdságú szénacél csavarok hidrogén-öblítése egy komplex, de jól érthető jelenség, amely magában foglalja a hidrogén behatolását, a csapdát és a repedések terjedését stressz alatt. Előfordulását több tényező befolyásolja, beleértve az acél összetételét, a gyártási folyamatokat, a környezeti expozíciót és a szolgáltatási stresszt. A szigorú folyamatvezérlés, a megfelelő anyagválasztás és a kezelés utáni protokollok, például a sütés révén a gyártók jelentősen csökkenthetik a hidrogénnel kapcsolatos kudarcok kockázatát, és biztosíthatják a szénacél rögzítőelemek hosszú távú megbízhatóságát az igényes alkalmazásokban. $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $.
