हाइड्रोजन उत्सर्जन उच्च शक्ति वाले स्टील का एक विशिष्ट भंगुर विफलता मोड है। स्टील मैट्रिक्स में प्रवेश करने वाले मुक्त हाइड्रोजन परमाणु आंतरिक दोषों, अनाज सीमाओं और तनाव एकाग्रता क्षेत्रों में जमा होते हैं, जिससे स्थानीय आंतरिक तनाव में तेज वृद्धि होती है। जब हाइड्रोजन प्रेरित संकेंद्रित तनाव स्टील की स्थानीय ताकत सीमा से अधिक हो जाता है, तो सामग्री के अंदर अपरिवर्तनीय माइक्रोक्रैक शुरू हो जाते हैं। बोल्ट बनाने और सर्विस करने के बाद, आंतरिक अवशिष्ट तनाव और बाहरी कामकाजी तनाव के युग्मन प्रभाव के तहत, ये माइक्रोक्रैक फैलते रहते हैं और अंततः अचानक भंगुर फ्रैक्चर का कारण बनते हैं।
हाइड्रोजन उत्सर्जन अपरिवर्तनीय है। इसे उपचार के बाद समाप्त करने के बजाय केवल प्रक्रिया और कामकाजी स्थिति नियंत्रण के माध्यम से रोका जा सकता है। इसलिए, मूल रूप से ऐसी विफलताओं से बचने के लिए हाइड्रोजन उत्सर्जन फ्रैक्चर के उत्प्रेरण कारकों की स्पष्ट समझ आवश्यक है। मिश्र धातु इस्पात बोल्ट में हाइड्रोजन भंगुरता के मुख्य कारणों में अचार बनाने के दौरान हाइड्रोजन प्रवेश, गलाने के दौरान अवशिष्ट हाइड्रोजन, सेवा वातावरण से हाइड्रोजन अवशोषण, और हाइड्रोजन प्रेरित विलंबित भंगुर फ्रैक्चर शामिल हैं।
1. अचार बनाने की प्रक्रिया के दौरान हाइड्रोजन का प्रवेश
बोल्ट निर्माण के दौरान अचार बनाना, फॉस्फेटिंग, सैपोनिफिकेशन और इलेक्ट्रोप्लेटिंग सहित पूर्व-उपचार प्रक्रियाएं हाइड्रोजन घुसपैठ के प्रमुख स्रोत हैं। इन प्रक्रियाओं में, अचार बनाना और फॉस्फेटिंग सबसे महत्वपूर्ण हाइड्रोजन विकास और हाइड्रोजन प्रवेश व्यवहार प्रस्तुत करते हैं। फॉस्फेटिंग उपचार के दौरान, अम्लीय माध्यम स्टील में लोहे और कार्बन संरचनाओं के बीच कई सूक्ष्म गैल्वेनिक कोशिकाएं बनाता है। एनोड पर वर्कपीस की सतह पर एक घनी फॉस्फेट फिल्म बनती है, जबकि कैथोड पर गंभीर हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिससे बड़ी संख्या में सक्रिय हाइड्रोजन परमाणु उत्पन्न होते हैं।
नव निर्मित हाइड्रोजन परमाणुओं में छोटी मात्रा और उच्च गतिविधि होती है, जो उन्हें आसानी से स्टील की सतह में प्रवेश करने और मैट्रिक्स के अंदर रहने में सक्षम बनाती है। विनिर्माण के दौरान प्रक्रिया हाइड्रोजन प्रवेश हाइड्रोजन उत्सर्जन फ्रैक्चर का प्राथमिक कारण हैमिश्र धातु इस्पात बोल्ट.
2. प्रगलन के दौरान अधूरा हाइड्रोजन निष्कासन
मिश्र धातु इस्पात के गलाने के दौरान, कच्चे माल, भट्ठी गैस और शीतलन मीडिया द्वारा ट्रेस हाइड्रोजन पेश किया जाता है। गलाने के तापमान, भट्ठी के वातावरण, डीगैसिंग प्रक्रियाओं और प्रक्रिया नियंत्रण द्वारा प्रतिबंधित, पिघले हुए स्टील में हाइड्रोजन परमाणुओं को पूरी तरह से हटाया नहीं जा सकता है, जिससे स्टील मैट्रिक्स में एक निश्चित मात्रा में अवशिष्ट हाइड्रोजन बच जाता है।
अवशिष्ट हाइड्रोजन स्टील ग्रेन सीमाओं की बंधन शक्ति को कम करता है और संरचनात्मक भंगुरता को बढ़ाता है। बाद के ताप उपचार, कोल्ड हेडिंग और सर्विस लोडिंग के दौरान, यह माइक्रोक्रैक की शुरुआत और प्रसार को तेज करता है और हाइड्रोजन उत्सर्जन फ्रैक्चर के जोखिम को काफी बढ़ा देता है।
3. बाह्य सेवा वातावरण से हाइड्रोजन अवशोषण
जब बोल्ट लंबे समय तक नमी, बरसात या संक्षारक वातावरण में काम करते हैं, तो नमी और संक्षारक मीडिया के कारण बोल्ट की सतह पर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। ये प्रतिक्रियाएं लगातार सक्रिय हाइड्रोजन परमाणु उत्पन्न करती हैं जो बोल्ट मैट्रिक्स में प्रवेश करती हैं।
बरसात, उच्च आर्द्रता और भारी नमक वाले कोहरे वाले वातावरण में, बोल्ट उच्च हाइड्रोजन संचय के साथ तेज गति से हाइड्रोजन को अवशोषित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप शुष्क कामकाजी परिस्थितियों की तुलना में हाइड्रोजन भंगुरता फ्रैक्चर की बहुत अधिक संभावना होती है।
4. हाइड्रोजन-प्रेरित विलंबित भंगुर फ्रैक्चर
यह हाइड्रोजन उत्सर्जन का मुख्य विफलता मोड है। बोल्ट मैट्रिक्स के अंदर मुक्त अवशिष्ट हाइड्रोजन अवशिष्ट प्रीलोड तनाव और वैकल्पिक परिचालन भार की संयुक्त कार्रवाई के तहत तनाव एकाग्रता क्षेत्रों में लगातार जमा होता है। हाइड्रोजन संवर्धन सामग्री की फ्रैक्चर कठोरता को काफी कम कर देता है और अंतर्निहित माइक्रोक्रैक के धीमे प्रसार को बढ़ावा देता है, अंततः स्पष्ट पूर्व विफलता के लक्षणों के बिना विलंबित भंगुर फ्रैक्चर का कारण बनता है। यह एक सामान्य कम तनाव वाला अचानक विफलता मोड है।
हाइड्रोजन एम्ब्रिटलमेंट रोकथाम के उपाय
हाइड्रोजन का भंगुरीकरणबोल्टमुख्य रूप से रोकथाम पर निर्भर करता है। वास्तविक उत्पादन और अनुप्रयोग में, कम {{1}हाइड्रोजन {{2} संवेदनशीलता वाले कच्चे माल का चयन बोल्ट शक्ति ग्रेड और सेवा शर्तों के अनुसार किया जाएगा। गर्मी उपचार, अचार बनाना, फॉस्फेटिंग और इलेक्ट्रोप्लेटिंग जैसी प्रमुख प्रक्रियाओं को सख्त डिहाइड्रोजनेशन उपचार और पूर्ण प्रक्रिया गुणवत्ता नियंत्रण के साथ अनुकूलित किया जाना चाहिए। कच्चे माल के चयन, विनिर्माण, सतह के उपचार, संयोजन और संचालन को कवर करने वाले व्यापक रोकथाम उपाय हाइड्रोजन उत्सर्जन जोखिमों को प्रभावी ढंग से समाप्त कर सकते हैं।
