อันตรายจากการเกิดฟองของไฮโดรเจนจากโบลต์: การแตกร้าวล่าช้าหลังจากการดองด้วยกรดและการชุบด้วยไฟฟ้า

การแนะนำ

สลักเกลียวความแข็งแรงสูงเกรด 10.9 ขึ้นไปถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างเหล็ก เครน อุปกรณ์เหมืองแร่ และเครื่องจักรกลหนัก เพื่อปรับปรุงการป้องกันการกัดกร่อนของพื้นผิว โครงการวิศวกรรมในต่างประเทศจำนวนมากได้นำกระบวนการดองกรดและกระบวนการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิมมาใช้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่านการบำบัดด้วยการอบไฮโดรเจนเพิ่มเติม สลักเกลียวที่ประกอบแล้วดูเป็นปกติโดยสมบูรณ์ แต่หลังจากติดตั้งเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ สลักเกลียวก็พังกะทันหันโดยไม่มีการรับน้ำหนักเกินจากภายนอก

สถิติความล้มเหลวของอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่ามากกว่า 80% ของการแตกหักอย่างฉับพลันของสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงหลังจากการชุบด้วยไฟฟ้าไม่ได้เกิดจากแรงบิดที่ไม่เหมาะสมหรือการโอเวอร์โหลด แต่เกิดจากการแตกตัวของไฮโดรเจนทำให้การแตกหักล่าช้า ไฮโดรเจนที่ถูกดูดซับในระหว่างการดองด้วยกรดและการชุบด้วยไฟฟ้าจะค่อยๆ กระจายเข้าสู่เมทริกซ์ของวัสดุ ทำให้เกิดรอยแตกภายในและการแตกหักแบบเปราะฉับพลันภายใต้พรีโหลด อันตรายที่ซ่อนเร้นเป็นแบทช์ประเภทนี้อาจทำให้เกิดเศษเหล็กขนาดใหญ่ในโครงการอุตสาหกรรมหนักในต่างประเทศ โดยมีค่าใช้จ่ายในการทำงานซ้ำและค่าชดเชยซึ่งเกินกว่าต้นทุนการชุบที่บันทึกไว้มาก

บทความนี้จะวิเคราะห์กลไกการเปราะของไฮโดรเจนของโบลต์ที่มีความแข็งแรงสูงอย่างลึกซึ้ง เปรียบเทียบระดับความเสี่ยงของกระบวนการเคลือบต่างๆ แยกแยะข้อผิดพลาดที่มีความถี่สูงในการจัดซื้อจากการค้าต่างประเทศ และจัดเตรียมแผนการป้องกันการเปราะของไฮโดรเจนที่เป็นมาตรฐาน เราจัดหาโซลูชันโบลต์ความแข็งแรงสูงที่ปลอดภัยต่อไฮโดรเจน รวมถึงการอบออกและการเคลือบเกล็ดสังกะสีที่ปราศจากโครเมียมสำหรับโครงการงานหนัก

เหตุใดสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงจึงแตกหลังจากการประกอบหลายวัน

การแตกตัวของไฮโดรเจนเป็นปรากฏการณ์การแตกหักแบบเปราะล่าช้าของเหล็กกำลังสูงภายใต้การกระทำร่วมกันของความเค้นดึงและไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ อันตรายหลักอยู่ที่ว่าไม่มีความผิดปกติที่ชัดเจนก่อนเกิดการแตกหัก และเวลาความล้มเหลวเกิดความล่าช้า

แหล่งไฮโดรเจนในการดองกรดและการชุบด้วยไฟฟ้า

ในระหว่างการดองด้วยกรดและการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า อะตอมของไฮโดรเจนจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวเหล็ก และแทรกซึมเข้าไปในเมทริกซ์ของวัสดุบางส่วน สลักเกลียวแรงทั่วไปมีความไวต่ำและสามารถทนต่อไฮโดรเจนได้เล็กน้อย อย่างไรก็ตาม สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงกว่าเกรด 10.9 มีความต้านทานแรงดึงสูงและมีความไวต่อไฮโดรเจนสูง และไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้จะค่อยๆ สะสมที่ขอบเขตของเกรนภายใต้ความเครียดพรีโหลด

กระบวนการแตกหักล่าช้า

หลังจากประกอบแล้ว โบลต์จะยังอยู่ภายใต้ค่าพรีโหลดแรงดึง ไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้จะค่อยๆ กระจายไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเครียด (รากของเส้นด้าย ใต้เนื้อหัว) ซึ่งรอยแตกขนาดเล็กจะเริ่มต้นและขยายตัว เมื่อรอยแตกถึงขนาดวิกฤต สลักเกลียวก็แตกหักทันที กระบวนการทั้งหมดไม่มีการเสียรูปหรือคำเตือนที่ชัดเจน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ 'การประกอบดูดีแต่เสียหายหลายวันต่อมา'

ปัจจัยเร่งความเสี่ยงที่สำคัญ

1. ระดับความแข็งแกร่ง: ยิ่งเกรดสูง (10.9 / 12.9) ความไวของไฮโดรเจนก็จะยิ่งสูงขึ้น

2. ความหนาและกระบวนการชุบ: การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าอย่างหนาโดยไม่ต้องอบออกจะเพิ่มปริมาณไฮโดรเจน

3. ระดับพรีโหลด: พรีโหลดที่สูงขึ้นจะช่วยเร่งการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว

4. ข้อบกพร่องที่พื้นผิว: การสลายตัวของคาร์บอน รอยขีดข่วน และหลุมการกัดกร่อนกลายเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตก

การเปรียบเทียบความเสี่ยงในกระบวนการเคลือบ

ข้อผิดพลาดการค้าต่างประเทศความถี่สูง

การเลือกสลักเกลียวความแข็งแรงสูงชุบด้วยไฟฟ้าราคาถูกแบบสุ่มสี่สุ่มห้า

ผู้ซื้อในต่างประเทศจำนวนมากจะเปรียบเทียบราคาต่อหน่วยและเกรดเท่านั้น โดยไม่สนใจกระบวนการชุบและการอบออก โบลต์ 10.9 ที่ผ่านการสังกะสีด้วยไฟฟ้าราคาถูกมักจะข้ามขั้นตอนการอบออก และความล่าช้าในการแตกหักของแบตช์จะเกิดขึ้นหลังการประกอบที่ไซต์งาน ส่งผลให้เกิดเศษชิ้นส่วนขนาดใหญ่และการทำงานซ้ำของโครงการ

การตัดสินการแตกหักล่าช้าที่ผิดพลาดว่าเป็นการร้องเรียนเรื่องคุณภาพแรงบิดเกิน

เมื่อสลักเกลียวแตกหลังการติดตั้ง ลูกค้ามักจะตัดสินว่ามีความแข็งแรงของวัสดุไม่เพียงพอหรือการผลิตที่ไม่เหมาะสม และเรียกร้องค่าชดเชยโดยตรง ที่จริงแล้ว สาเหตุที่แท้จริงคือการแตกตัวของไฮโดรเจนที่เกิดจากกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า ซึ่งควรได้รับการควบคุมในขั้นตอนของซัพพลายเออร์

ไม่มีบันทึกการอบออกในข้อตกลงด้านคุณภาพ

คำสั่งซื้อจากต่างประเทศมักจะระบุเฉพาะเกรดและการชุบ โดยไม่ต้องมีการทดสอบการเปราะของไฮโดรเจนหรือบันทึกกระบวนการอบออก ผู้ซื้อไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าซัพพลายเออร์ได้อบขนมเสร็จสิ้นแล้วจริงหรือไม่ ส่งผลให้มีอันตรายซ่อนอยู่ทั้งชุด

กฎการป้องกันการเกิดการแตกตัวของไฮโดรเจนแบบมาตรฐาน

1. สำหรับสลักเกลียวเกรด 10.9 ขึ้นไป ให้หลีกเลี่ยงการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าด้วยกรดแบบธรรมดาโดยไม่ต้องอบ

2. หากใช้การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า การอบไฮโดรเจนจะต้องเสร็จสิ้นภายใน 4 ชั่วโมงหลังการชุบ พร้อมบันทึกกระบวนการ

3. ต้องการการเคลือบเกล็ดสังกะสีที่ปราศจากโครเมียม (Dacromet / Geomet) สำหรับสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งแทบไม่มีไฮโดรเจนเลย

4. ต้องมีรายงานการทดสอบการเปราะของไฮโดรเจนเป็นชุดสำหรับการเชื่อมต่อโครงสร้างที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย

5. สแตนเลส A2-70 / A4-80 เป็นตัวเลือกระดับพรีเมียมเมื่อมีงบประมาณจำกัด

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: เหตุใดสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงจึงแตกหักหลังจากการประกอบตามปกติหลายวัน

ตอบ: นี่เป็นอาการปกติของการแตกหักล่าช้าของไฮโดรเจนที่เกิดการแตกตัว ไฮโดรเจนที่ถูกดูดซับระหว่างการดองและการชุบจะค่อยๆ กระจายภายใต้พรีโหลด และทำให้เกิดการแตกร้าวที่เปราะอย่างกะทันหัน

คำถามที่ 2: โบลต์เกรด 8.8 ธรรมดาสามารถเกิดการเปราะของไฮโดรเจนได้หรือไม่

ตอบ: ความเสี่ยงต่ำกว่ามาก ความไวของการเปราะของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามระดับความแข็งแกร่ง 10.9 ขึ้นไปเป็นช่วงที่มีความเสี่ยงสูง

คำถามที่ 3: การอบออกนั้นเพียงพอที่จะลดความเสี่ยงจากไฮโดรเจนหรือไม่

ตอบ: การอบออกจะช่วยลดไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้อย่างมาก แต่การควบคุมกระบวนการและการบันทึกถือเป็นสิ่งสำคัญ การเคลือบเกล็ดสังกะสีเป็นเส้นทางที่ปลอดภัยกว่าสำหรับสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง

Q4: สามารถ NINGBO TOPBOLT METALWORKS CO., LTD. ให้โบลต์ความแข็งแรงสูงที่ปลอดภัยต่อไฮโดรเจนหรือไม่?

ตอบ: ใช่. เรามีโบลต์ความแข็งแรงสูง 10.9 / 12.9 พร้อมกระบวนการอบหรือการเคลือบเกล็ดสังกะสี รวมถึงรายงานผลการทดสอบการเปราะของไฮโดรเจนสำหรับโครงการงานหนัก