316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq devor qalinligi dengiz ilovalarida elektrolitik yoki katodik himoya xizmati paytida vodorodning mo'rtlashishi xavfiga qanday ta'sir qiladi?

Kema korpuslari, dengiz platformalari va dengiz suvi olish inshootlari kabi katodli himoya tizimlari ishlayotgan muhitda elektr isitgichlardan foydalanadigan dengiz va dengiz muhandislari uchun-ko'pincha e'tibordan chetda qoladigan nosozlik mexanizmi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqning vodorod mo'rtlashishi hisoblanadi. Katodik himoya vositalari (qurbonlik anodlari yoki ta'sirlangan oqim) himoya jarayonining yon mahsuloti sifatida metall yuzasida atom vodorodini hosil qiladi. Ushbu vodorod 316 panjara ichiga ko'chib o'tishi mumkin, u erda u don chegaralari va qo'shimchalarida ajralib chiqadi, egiluvchanlikni pasaytiradi va valentlik kuchlanishining buzilishini keltirib chiqaradi. Qopqoq devorining qalinligi vodorod kontsentratsiyasining gradientini va vodorodning ichki yuzaga yetib borish vaqtini aniqlaydi. Ushbu maqola 316 g'ilof devorining qalinligi va vodorodning mo'rtlashishi xavfi o'rtasidagi miqdoriy bog'lanishlarni taqdim etadi va katodik himoyalangan dengiz muhitida foydalanish uchun isitgichlarni tanlash bo'yicha ko'rsatmalar beradi.

316 zanglamaydigan po'latdan vodorod penetratsiyasi va mo'rtlashuv mexanizmi
Katodik himoya tizimi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan sirtni atrof-muhitga nisbatan salbiy potentsialga polarizatsiya qilganda, suvning kamayishi atom vodorodini hosil qiladi: H₂O + e⁻ → H + OH⁻. Bu atom vodorod molekulyar vodorod gaziga qayta birlashishi yoki metall yuzasida adsorbsiyalanishi va panjara ichiga singishi mumkin. Ostenitik zanglamaydigan po'latda vodorodning tarqalish tezligi ferritli po'latlarga nisbatan nisbatan past (xona haroratida taxminan . 10-12 dan 10-14 m2 / s gacha), lekin isitish moslamasining yuqori haroratida etarlicha yuqori. Panjara ichida vodorod atomlari uch eksenli kuchlanish yuqori bo'lgan joylarga bo'linadi, masalan, rivojlanayotgan charchoq yorig'ining yoriq uchi yoki chuqur ostidagi kuchlanish zonasi. Bu joylarda vodorod metall rishtalarining birikish kuchini pasaytiradi va materialning odatdagi oquvchanligidan ancha past bosimlarda mo'rt sinishlarga olib keladi. 316 zanglamaydigan po'latdan vodorod gevrekleşmesi 20 gradusdan 100 darajagacha, maksimal sezuvchanlik esa taxminan 50-80 darajaga etadi. 150 darajadan yuqori haroratda vodorod tutqichlardan qochish uchun etarlicha harakatchan va shuning uchun mo'rtlashish ehtimolini kamaytiradi. Yuqori sirt haroratida ishlaydigan isitgich qoplamalari uchun metall harorati 120 darajadan oshsa, xavf o'z-o'zidan cheklanishi mumkin.

Devor qalinligi vodorod konsentratsiyasiga va mo'rtlashish xavfiga qanday ta'sir qiladi
Vodorodning qobiqqa oqimi katodik himoya potentsialiga va atrof-muhit o'zgaruvchilariga bog'liq. Vodorod oqimining harakatlantiruvchi kuchi tashqi yuzadagi vodorod konsentratsiyasidir. Berilgan vodorod sirt konsentratsiyasi uchun devor qalinligining oshishi bilan-qoplamaning ichki yuzasida vodorodning barqaror konsentratsiyasi eksponensial ravishda kamayadi. Vodorod konsentratsiyasining profili Fikning diffuziyaning ikkinchi qonuniga amal qiladi. Yupqa{5}}devorli g'ilof < 1,0 mm uchun vodorod butun devor qalinligi bo'ylab haftalar va oylar ichida MgO izolyatsiyasi va qarshilik simi joylashgan ichki yuzaga tarqaladi. Siqilgan MgO va termal kengayish natijasida bo'lgani kabi, ichki yuzada valentlik kuchlanishlari mavjud va vodorod mo'rtlashuv yorilishiga olib kelishi mumkin. Qalinligi 1,8 mm dan ortiq qalin{9}}devor bilan o'ralgan g'ilofda diffuziya vaqti qalinligi kvadratiga teng bo'lganligi sababli ichki yuzadagi vodorod konsentratsiyasi yillar davomida nolga yaqin bo'lib qoladi. Agar devor qalinligi 1,0 mm dan 2,0 mm gacha oshirilsa, vodorodning ichki yuzasiga etib borishi uchun to'rt baravar ko'p vaqt kerak bo'ladi. 316 membrana orqali vodorod o'tkazuvchanligi bo'yicha eksperimental ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ichki sirt konsentratsiyasi 1,0 mm devor uchun taxminan 90 kundan keyin -1,0 V va Ag / AgCl katodik polarizatsiyasi bilan 60 daraja barqaror holat qiymatining 50% ga etadi. 1,6 mm devorga 230 kun. 2.0 mm devorga 360 kun kerak bo'ladi. 2,5 mm devor 560 kundan ortiq davom etadi. Qalinroq devorlar vodorodning kelishida katta kechikish hosil qiladi, shuning uchun mo'rtlashuv sharoitlari paydo bo'lishidan oldin isitgichning uzoq vaqt ishlashiga imkon beradi.

Vodorodning mo'rtlashishiga qarshilik: devor qalinligi
Based on diffusion calculations and field experience with cathodically protected marine structures a minimum sheath wall thickness of 1.6 mm of 316 is recommended for heaters operating in situations where cathodic protection is active. Under normal seawater temperatures, hydrogen can penetrate to the inner surface within one year at depths less than 1.6 mm, posing a danger of embrittlement cracking in the inner wall when swaging-induced tensile residual stresses are present. For 2.0 mm and larger, the diffusion delay exceeds two years, a huge safety buffer. But there is the thermal penalty of thick walls--higher surface temperature and restricted heat transfer. Where cathodic protection is available but the heater is intermittent or the surface temperature is high (>120 daraja), yupqaroq devorlarni qabul qilish mumkin, chunki yuqori harorat vodorod tarqalishini oshiradi, lekin ayni paytda mo'rtlashishga moyilligini kamaytiradi. Quyidagi jadval katodik himoyaning bir necha turlari, ish harorati va rejalashtirilgan xizmat muddati uchun devor qalinligi bo'yicha ko'rsatmalar beradi.

Katodik himoya turi G'ilofning ish harorati Minimal tavsiya etilgan devor qalinligi 316 Tavsiya etilgan maksimal devor qalinligi 316 daraja Vodorodning mo'rtlashishining kutilayotgan xavfi
Sink yoki alyuminiy qurbonlik anodlari<60°C 1.6 mm 2.5 mm Low, thick walls, high <1.2 mm
Sink yoki alyuminiy qurbonlik anodlari60 - 100 daraja 1,4 mm 2,0 mm O'rtacha; yorilish mavjudligini tekshiring
Rux yoki alyuminiy qurbonlik anodlari 100 darajadan yuqori 1,2 mm 1,8 mm Past haroratda desorbsiyalangan
Ta'sirlangan oqim (yuqori{0}}potentsial)60 darajadan past 2,0 mm 2,5 mm Yuqori xavf; qotishmalarni yangilash tavsiya etiladi
Ta'sirlangan oqim (yuqori potentsial) 60 - 100 daraja C 1,8 mm 2,5 mm O'rtacha qalin devorlar
High potential (impressed current) >100 daraja 1,6 mm 2,0 mm O'rtacha, tez-tez tekshirish
Katodik himoya yo'q Vodorodning mo'rtlashishi xavfi yo'q 0,8 mm Har qanday harorat 2,5 mm
-1,0 V ga nisbatan Ag/AgCl dan kattaroq potentsiallarda ishlaydigan ta'sirlangan oqim katodli himoya tizimlari uchun vodorod hosil bo'lish tezligi sezilarli darajada. 316 zanglamaydigan po'latdan odatda devor qalinligidan qat'i nazar, bunday vaziyatlarda tavsiya etilmaydi. Titan yoki 625 qotishmasi kabi pastroq vodorod tarqalishiga va mo'rtlashuvga nisbatan katta qarshilikka ega bo'lgan qotishmalarni belgilang. Xususan, titan o'zini o'zi cheklovchi himoyaga ega, chunki u gidrid qatlamini hosil qiladi, bu aslida ko'proq vodorodning kirib kelishiga to'sqinlik qiladi.

Vodorodning mo'rtlashuv xavfini kamaytirish uchun dizayn o'zgarishlari
Agar katodik himoyalangan dengiz muhitida 316 g'ilofidan foydalanish kerak bo'lsa va issiqlik cheklovlari devor qalinligini 1,6 mm dan ortiq ko'tarishga imkon bermasa, uchta dizayn o'zgarishi vodorodning mo'rtlashishi xavfini kamaytirishi mumkin. Birinchisi, g'ilofning tashqi yuzasini to'siq qatlami bilan qoplashdir. Epoksi, poliuretan yoki floropolimerning zich, nuqsonsiz{4}}qoplamasi vodorodning kirib borishini 10 dan 100 martagacha cheklab qo'yishi mumkin, shuning uchun diffuziya vaqti xuddi devor ancha qalinroq bo'lganday ko'payadi. Qoplama teshiklardan xoli bo'lishi va dengiz biofoulingiga chidamli bo'lishi kerak. Ikkinchi sozlash, iloji bo'lsa, isitgichni 120 darajadan yuqori sirt haroratida ishlatishdir. Bunday haroratlarda vodorod ushlash joylaridan tez so'riladi va mo'rtlashishga moyillik sezilarli darajada kamayadi. Har kuni yuqori haroratga aylanadigan isitgich hech qachon yorilishga olib keladigan etarli vodorod hosil qilmasligi mumkin. Uchinchi o'zgarish - isitgichni katodik himoyalangan strukturadan elektr izolyatsiya qilish. G'ilof metall bo'lmagan o'rnatish troyniklari yoki izolyatsion qistirmalari-bilan katodli himoya potentsialidan himoyalangan. Hali ham galvanik effektlardan vodorod hosil bo'lishi mumkin, ammo harakatlantiruvchi kuch juda kam. Muhandislar ta'sirchan oqim katodik himoyasi mavjud bo'lgan har qanday dastur uchun 316 ta qoplamani belgilashdan oldin korroziya bo'yicha mutaxassislar bilan maslahatlashishlari kerak. Vodorodning mo'rtlashishi natijasida ishlamay qolgan bosimli tizimlar mo'rt yorilish va biroz oldingi deformatsiya bilan to'satdan buziladi. Bu muvaffaqiyatsizliklar halokatli bo'lishi mumkin. Muhim ilovalar uchun vodorodga chidamli qotishma-ko'tarilgan xarajat yaxshi sarflangan puldir.