วิธีการทดสอบการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนสำหรับท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 คืออะไร?

ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 ฉันเข้าใจถึงความสำคัญที่สำคัญของการรับรองคุณภาพและความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ของเรา หนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการใช้ท่อเหล็กอัลลอยด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูงและกัดกร่อน คือการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) ในบล็อกนี้ ผมจะเจาะลึกวิธีทดสอบการแตกร้าวที่เกิดจากการแตกตัวของไฮโดรเจนสำหรับท่อเหล็กอัลลอยด์ ASTM A335

ทำความเข้าใจกับการแตกร้าวที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยไฮโดรเจนในท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335

ท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการผลิตไฟฟ้า ปิโตรเคมี น้ำมันและก๊าซ ท่อเหล่านี้ขึ้นชื่อในด้านความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยไฮโดรเจน พวกมันอาจเสี่ยงต่อการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนได้

ไฮโดรเจนสามารถเข้าสู่เมทริกซ์ของเหล็กในระหว่างกระบวนการต่างๆ เช่น การเชื่อม การดอง หรือการสัมผัสกับก๊าซที่มีไฮโดรเจน เมื่อเข้าไปในเหล็กแล้ว อะตอมของไฮโดรเจนสามารถแพร่กระจายและสะสมในบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเครียดสูง เช่น ขอบเกรนหรือข้อบกพร่อง เมื่อเวลาผ่านไป ไฮโดรเจนที่สะสมอยู่อาจทำให้เกิดแรงกดดันภายในเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ รอยแตกร้าวเหล่านี้สามารถแพร่กระจายได้ภายใต้ความเครียด ส่งผลให้ท่อเสียหายในที่สุด

ความสำคัญของการทดสอบ HIC

การทดสอบ HIC มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 เนื่องจากช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของท่อที่ใช้งาน ด้วยการตรวจจับความไวของท่อต่อการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน เราสามารถใช้มาตรการที่เหมาะสมเพื่อป้องกันความล้มเหลวได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่ความล้มเหลวของท่ออาจส่งผลกระทบร้ายแรง เช่น ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หรือแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง

วิธีทดสอบการแตกร้าวแบบเหนี่ยวนำด้วยไฮโดรเจนทั่วไป

วิธี NACE TM0284

วิธี NACE TM0284 เป็นหนึ่งในมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการประเมินความไวของเหล็กต่อการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการนำชิ้นงานทดสอบไปสัมผัสกับสารละลายทดสอบเฉพาะที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ในช่วงเวลาที่กำหนด

โดยทั่วไปชิ้นงานทดสอบจะถูกตัดจากท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 จากนั้นจึงขัดให้เรียบเพื่อให้มั่นใจว่าสภาวะการทดสอบมีความสม่ำเสมอ ชิ้นงานจะถูกจุ่มลงในสารละลายทดสอบ ซึ่งได้รับการคงรักษาไว้ที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด หลังจากพ้นระยะเวลาการสัมผัส ชิ้นตัวอย่างจะถูกเอาออกจากสารละลาย ทำความสะอาด และตรวจดูว่ามีรอยแตกร้าวหรือไม่

การประเมินชิ้นงานทดสอบจะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความยาวรอยแตกร้าว (CLR) อัตราส่วนความหนาของรอยแตกร้าว (CTR) และอัตราส่วนความไวของรอยแตกร้าว (CSR) อัตราส่วนเหล่านี้คำนวณโดยการวัดความยาว ความหนา และจำนวนรอยแตกบนพื้นผิวชิ้นงานทดสอบ หากค่าของอัตราส่วนเหล่านี้เกินขีดจำกัดที่กำหนด จะถือว่าเหล็กมีความอ่อนไหวต่อการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน

วิธีการกระตุ้นปฏิกิริยาโพเทนชิโอไคเนติกส์ด้วยไฟฟ้าเคมีแบบลูปคู่ (DL - EPR)

วิธี DL - EPR เป็นเทคนิคเคมีไฟฟ้าที่ใช้ในการประเมินความไวของเหล็กต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนและการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน วิธีการนี้ตั้งอยู่บนหลักการที่ว่ากระแสปฏิกิริยาของชิ้นงานเหล็กมีความสัมพันธ์กับระดับของอาการแพ้และการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน

ในการทดสอบนี้ กระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยถูกจ่ายให้กับชิ้นงานทดสอบในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะกลับด้าน และกระแสไฟฟ้าที่เปิดใช้งานใหม่จะถูกวัด อัตราส่วนของกระแสกระตุ้นต่อกระแสไปข้างหน้าใช้เพื่อกำหนดความไวของเหล็กต่อการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน อัตราส่วนที่สูงขึ้นบ่งบอกถึงความอ่อนแอที่สูงขึ้น

วิธี DL - EPR มีข้อดีหลายประการ เป็นการทดสอบที่ค่อนข้างรวดเร็วและไม่ทำลาย ซึ่งช่วยให้สามารถทำการทดสอบชิ้นงานจำนวนมากได้ในระยะเวลาอันสั้น อย่างไรก็ตาม ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและบุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรมเพื่อทำการทดสอบอย่างถูกต้อง

การทดสอบอัลตราโซนิก (UT)

การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายซึ่งใช้ในการตรวจจับข้อบกพร่องภายในของวัสดุ รวมถึงรอยแตกที่เกิดจากไฮโดรเจน ในวิธีนี้ คลื่นเสียงความถี่สูงจะถูกส่งผ่านไปยังท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 เมื่อคลื่นเสียงพบจุดบกพร่อง เช่น รอยแตก คลื่นเสียงเหล่านั้นจะสะท้อนกลับไปยังทรานสดิวเซอร์

คลื่นที่สะท้อนจะถูกวิเคราะห์เพื่อกำหนดขนาด ตำแหน่ง และทิศทางของข้อบกพร่อง การทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกสามารถตรวจจับรอยแตกร้าวที่ไม่สามารถมองเห็นได้บนพื้นผิวของท่อ ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการทดสอบ HIC อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะในการตีความผลการทดสอบอย่างถูกต้อง

ปัจจัยที่ส่งผลต่อผลการทดสอบ HIC

ปัจจัยหลายประการอาจส่งผลต่อผลลัพธ์ของการทดสอบ HIC สำหรับท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 ปัจจัยเหล่านี้ได้แก่องค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก กระบวนการอบชุบ สภาพพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ และสภาวะการทดสอบ

องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กมีบทบาทสำคัญในความไวต่อการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน องค์ประกอบต่างๆ เช่น คาร์บอน แมงกานีส และซัลเฟอร์ อาจส่งผลต่ออัตราการแพร่ของไฮโดรเจนและการเกิดรอยแตกร้าว ตัวอย่างเช่น ปริมาณคาร์บอนสูงสามารถเพิ่มความแข็งของเหล็ก ทำให้เสี่ยงต่อการแตกร้าวได้ง่ายขึ้น

กระบวนการบำบัดความร้อนยังส่งผลต่อโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก ซึ่งอาจส่งผลต่อความไวต่อ HIC อีกด้วย การอบชุบด้วยความร้อนอย่างเหมาะสมจะช่วยลดความเค้นตกค้างในเหล็กและปรับปรุงความต้านทานต่อการแตกร้าวได้

สภาพพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบเป็นอีกปัจจัยที่สำคัญ พื้นผิวที่หยาบหรือปนเปื้อนสามารถทำให้เกิดการดูดซึมไฮโดรเจนและการเริ่มต้นรอยแตกได้ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่าตัวอย่างได้รับการเตรียมตัวอย่างเหมาะสมก่อนการทดสอบ

สภาวะการทดสอบ เช่น องค์ประกอบของสารละลายทดสอบ อุณหภูมิ และความดัน ก็มีผลกระทบสำคัญต่อผลการทดสอบเช่นกัน การปฏิบัติตามเงื่อนไขการทดสอบที่ระบุอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้

ความมุ่งมั่นของเราในฐานะซัพพลายเออร์

ในฐานะซัพพลายเออร์ของท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 เรามุ่งมั่นที่จะนำเสนอผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่ตรงหรือเกินกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรม เราทำการทดสอบ HIC อย่างเข้มงวดกับท่อทั้งหมดของเราเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความน่าเชื่อถือ

เรานำเสนอท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 หลากหลายประเภท ซึ่งรวมถึงท่อเหล็กอัลลอย P12-ท่อเหล็กอัลลอย P5, และท่อเหล็กอัลลอย P11- ท่อของเราผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุดและมาตรการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด

ติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้าง

หากคุณอยู่ในตลาดท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 คุณภาพสูง เราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอรับการจัดซื้อ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเรา รวมถึงผลการทดสอบ HIC เราทุ่มเทเพื่อให้บริการลูกค้าที่เป็นเลิศและจะทำงานร่วมกับคุณเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ

อ้างอิง

• เอ็นเออี อินเตอร์เนชั่นแนล TM0284 - 2559 “การประเมินเหล็กท่อและภาชนะรับความดันเพื่อต้านทานการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน”
• ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล ASTM A335/A335M - 21. “ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับโลหะผสมเฟอร์ริติกแบบไม่มีรอยต่อ - ท่อเหล็กสำหรับบริการที่อุณหภูมิสูง”
• ASTM G108 - 94(2015) “วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการตรวจจับความไวต่อการโจมตีตามขอบเกรนในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกโดยการกระตุ้นปฏิกิริยาโพเทนทิโอไคเนติกเคมีไฟฟ้าโดยใช้วิธี Double - Loop”