氫脆是溶于鋼中的氫,聚合為氫分子,造成應(yīng)力集中,超過鋼的強(qiáng)度極限,在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋,又稱白點(diǎn)。氫脆只可防,不可治。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生,就消除不了。
了解應(yīng)用類型很重要,德國(guó)IPS可以做三種類型的高溫-高壓 氫氣環(huán)境氫脆測(cè)試:
1、空心樣品的氫氣氣氛高壓測(cè)試(高達(dá) 1000 bar)
2、高壓釜與負(fù)載裝置組合系統(tǒng)的高溫/高壓氫氣氫氛測(cè)試
3、高壓釜的高溫/高壓測(cè)試,也稱作外氫氣氛環(huán)境測(cè)試
要了解負(fù)載裝置的使用,應(yīng)該清楚氫影響實(shí)驗(yàn)通常是疲勞試驗(yàn)。我們從負(fù)載設(shè)備的 1mHz 到 10Hz 測(cè)試頻率范圍進(jìn)行討論。
氫氣可以施加到空心鉆孔的樣品中,也可以通過使用高壓釜從外部施加。
我們討論的氫脆基本上是氫原子,它能夠穿透金屬材料并損壞它們。氫分子不能做到這一點(diǎn),它需要合適的條件才能解離。例如,可以通過壓力、溫度和機(jī)械變形來設(shè)置這些條件。因此,當(dāng)我們從壓力、溫度和負(fù)載這個(gè)話題開始談?wù)摃r(shí),我們開始談?wù)摰氖欠肿託洹.?dāng)我們談?wù)撾娀瘜W(xué)應(yīng)用時(shí),我們談?wù)摰氖窃託洹?/span>
1、空心樣品的氫氣氣氛高壓測(cè)試(高達(dá) 1000 bar)
附加圖片顯示了這樣一個(gè)帶有真空室和反向安裝的高壓釜的框架:如左圖所示:在我們的第一個(gè) 1000bar 項(xiàng)目中,我們?cè)谝粋€(gè)真空室中使用了Cormet Load拉伸機(jī)。高壓管穿過真空室蓋,并在較低位置處插入負(fù)載樣品中。
下圖顯示了我們用于實(shí)現(xiàn)此類測(cè)試的真空和高壓部件。
下圖顯示了另一種拉伸試驗(yàn)機(jī):我們嘗試建立一些標(biāo)準(zhǔn)的模塊,然后用于這種拉伸機(jī)的組合使用。如果客戶有這樣的拉伸機(jī),我們可以增加模塊升級(jí)客戶的拉伸機(jī)。
2、高壓釜與負(fù)載裝置組合系統(tǒng)的高溫/高壓氫氣氣氛測(cè)試
對(duì)于這種類型的設(shè)計(jì),我們首先實(shí)現(xiàn)了 50bar 和 150°C 測(cè)試, 然后是100bar 和 200°C。這兩個(gè)項(xiàng)目都是以 “Cormet load”設(shè)計(jì)的,這意味著,我們的客戶提供現(xiàn)有的負(fù)載裝置(從底部),我們僅在底部一側(cè)打開高壓釜。第一臺(tái)高壓釜由 Cormet 提供,第二臺(tái)由德國(guó) Juchheim 公司提供。我們現(xiàn)在與 Juchheim 一起為 Zwick/Roell 的 Kappa 等拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行高壓釜設(shè)計(jì)。
3、高壓釜的高溫/高壓測(cè)試,也稱作外氫氣氛環(huán)境測(cè)試
對(duì)于此類測(cè)試,科學(xué)家會(huì)試驗(yàn)來自外部高溫高壓氫氣的施加對(duì)材料氫脆性能的影響:這里測(cè)試的材料不僅是鋼,還包括塑料和其它特殊材質(zhì)。分子氫在高溫高壓條件下解離并進(jìn)入材料內(nèi)部,當(dāng)壓力施加較長(zhǎng)時(shí)間后迅速減壓釋放。高壓時(shí),氫氣會(huì)進(jìn)入材料內(nèi)部,當(dāng)減壓釋放時(shí),材料可能會(huì)爆炸,因?yàn)楦邏簝?chǔ)存的氫氣無法快速排出。根據(jù)歐盟項(xiàng)目測(cè)試要求我們?cè)O(shè)計(jì)了如下圖測(cè)試裝置:
一個(gè) 1000 bar 的高壓釜(沒有拉桿)(在最終應(yīng)用中,高壓釜周圍有一個(gè)柜子);
一個(gè)三級(jí)增壓器裝置,用于提供 1000 bar測(cè)試壓力
一個(gè) PLC控制實(shí)驗(yàn)柜,用于控制測(cè)試
我們還設(shè)計(jì)了更多的高壓釜可以連接到一個(gè)三級(jí)增壓器裝置以節(jié)省資金