हाइड्रोजन सामग्री नियंत्रण, हीट उपचार प्रक्रिया टाइटेनियम पाइप फिटिंग की अनिवार्यताएं

हाइड्रोजन मुख्य हानिकारक अशुद्धता है जो सेवा की विश्वसनीयता को प्रतिबंधित करती हैटाइटेनियम पाइप फिटिंग. अत्यधिक हाइड्रोजन अवशोषण आसानी से भंगुर टाइटेनियम हाइड्राइड बनाता है, जो हाइड्रोजन उत्सर्जन क्रैकिंग को प्रेरित करता है। हीट ट्रीटमेंट पाइपों की मेटलोग्राफिक संरचना को विनियमित करने, अतिरिक्त हाइड्रोजन को हटाने और यांत्रिक गुणों को संतुलित करने की प्रमुख प्रक्रिया है।

 

 

1. अत्यधिक हाइड्रोजन से होने वाली क्षति

टाइटेनियम 300 डिग्री से अधिक तापमान पर हाइड्रोजन को आसानी से अवशोषित कर लेता है। सुपरसैचुरेटेड हाइड्रोजन भंगुर टाइटेनियम हाइड्राइड के रूप में अवक्षेपित होता है, जो मात्रा में फैलता है और आंतरिक तनाव उत्पन्न करता है, जिससे आंतरिक दीवार, वेल्ड और तनाव क्षेत्रों पर माइक्रोक्रैक होते हैं, और अंततः हाइड्रोजन उत्सर्जन फ्रैक्चर का कारण बनता है।

 

हाइड्रोजन सामग्री नियंत्रण सीमाएँ: औद्योगिक टाइटेनियम/जीआर5: 0.015 wt% से कम या उसके बराबर; एयरोस्पेस पाइप फिटिंग: 0.010 wt% से कम या उसके बराबर; हाइड्रोजन ऊर्जा और गहरे समुद्री टाइटेनियम पाइप: 0.008 wt% से कम या उसके बराबर।

 

2. संपूर्ण प्रक्रिया में हाइड्रोजन अवशोषण का स्रोत नियंत्रण

• कच्चे माल पर नियंत्रण: वैक्यूम उपभोज्य आर्क पिघलने वाले बिलेट्स को अपनाएं, आने वाली सामग्रियों की हाइड्रोजन सामग्री का पुनः निरीक्षण करें, और स्रोत पर प्राथमिक हाइड्रोजन को अवरुद्ध करने के लिए कच्चे माल पर पानी के दाग, तेल के दाग और जंग को सख्ती से नियंत्रित करें।
• गठन और प्रसंस्करण के दौरान सुरक्षा

अचार बनाना: नाइट्रिक एसिड कम हाइड्रोफ्लोरिक एसिड फॉर्मूला पर स्विच करें, भिगोने का समय कम करें, और अवशिष्ट एसिड प्रेरित हाइड्रोजन प्रवेश को रोकने के लिए अचार बनाने के बाद पूरी तरह से धोएं और सुखाएं।

रोलिंग और कोल्ड ड्राइंग: हाइड्रोजन मुक्त चिकनाई वाले तेल का उपयोग करें, टाइटेनियम सुरक्षात्मक फिल्म और बाद में हाइड्रोजन अवशोषण को नुकसान से बचाने के लिए प्रसंस्करण धक्कों और खरोंचों को सख्ती से नियंत्रित करें।

• गर्मी उपचार के दौरान नमी नियंत्रण: भट्ठी के शरीर को सुखाएं और इसकी वायुरोधीता सुनिश्चित करें; आर्गन भट्ठी में जल वाष्प और ऑक्सीजन की मात्रा 10 पीपीएम से कम या उसके बराबर होगी। एसीटोन और निर्जल इथेनॉल के साथ वर्कपीस को डीग्रीज़ करें, और गर्म करने पर हाइड्रोजन के विकास से बचने के लिए हैलोजेनेटेड हाइड्रोकार्बन और मेथनॉल के उपयोग पर रोक लगाएं।

 

3. अत्यधिक हाइड्रोजन के लिए उपचारात्मक उपाय

• अत्यधिक हाइड्रोजन वाले टाइटेनियम पाइपों के लिए वैक्यूम उच्च तापमान एनीलिंग डिहाइड्रोजनेशन को अपनाया जाता है: वैक्यूम के तहत<0.066 Pa, hold at 540–760°C for 2–4 hours followed by furnace slow cooling.
• उच्च तापमान मानक को पूरा करने के लिए हाइड्रोजन प्रसार और वर्षा को बढ़ावा देता है, जो एयरोस्पेस टाइटेनियम पाइपों के लिए एक सामान्य पुन: कार्य विधि है।

 

 

1. व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम Gr1 और Gr2

• तनाव से राहत दिलाने वाला: 60-120 मिनट के लिए 520-580 डिग्री पर रखें, इसके बाद वैक्यूम/आर्गन धीमी गति से ठंडा करें। यह अवशिष्ट प्रसंस्करण तनाव को समाप्त करता है, तनाव संक्षारण प्रेरित हाइड्रोजन अवशोषण क्रैकिंग से बचाता है, ताकत और सटीकता बनाए रखता है, और रासायनिक और जल आपूर्ति और जल निकासी पाइपलाइनों के लिए उपयोग किया जाता है।
• पूर्ण एनीलिंग: 90-180 मिनट के लिए 650-720 डिग्री पर रखें, उसके बाद भट्ठी को ठंडा करें। यह वर्क हार्डनिंग को ख़त्म करता है, समअक्षीय दानों को परिष्कृत करता है, प्लास्टिसिटी में सुधार करता है, पाइप को मोड़ने और फ़्लेयरिंग की सुविधा देता है, और संयोगवश अवशोषित हाइड्रोजन के अंश को हटा देता है।

 

2. Gr5 टाइटेनियम मिश्र धातु

• पारंपरिक पूर्ण एनीलिंग: 1-2 घंटे के लिए 800-850 डिग्री पर रखें, उसके बाद हवा को ठंडा करके संतुलित शक्ति और क्रूरता और हाइड्रोजन भंगुरता प्रतिरोध के साथ एक समकोण + बारीक सूक्ष्म संरचना प्राप्त करें, जिसका उपयोग ज्यादातर तेल और गैस और हीट एक्सचेंज पाइपलाइनों के लिए किया जाता है।
• समाधान उपचार और उम्र बढ़ने: 920-950 डिग्री पर समाधान उपचार, उसके बाद पानी का शमन, फिर 3-5 घंटे के लिए 480-530 डिग्री पर उम्र बढ़ना, 900 एमपीए से अधिक की ताकत के साथ। वैक्यूम भट्टी उपचार से एक साथ मजबूती और हाइड्रोजन नियंत्रण/डीहाइड्रोजनीकरण प्राप्त होता है।
• डबल एनीलिंग: 920 डिग्री पर वायु शीतलन + 700 डिग्री पर धारण और धीमी गति से शीतलन, जो हाइड्राइड गठन को रोकता है और गहरे {3}समुद्र और हाइड्रोजन ऊर्जा उच्च दबाव पाइप फिटिंग के लिए उपयुक्त है।

 

3. ताप उपचार के दौरान ऑक्सीकरण और हाइड्रोजन अवशोषण की रोकथाम

• 540 डिग्री से ऊपर वैक्यूम ताप उपचार को प्राथमिकता दें; साधारण वायु भट्टियों का उपयोग केवल निचले सिरे वाले पाइपों के लिए किया जाता है, और बाद में मशीनिंग द्वारा ऑक्साइड परत को हटाने की आवश्यकता होती है।
• लोहे की अशुद्धियों के कारण गैल्वेनिक क्षरण और टाइटेनियम सामग्री के हाइड्रोजन अवशोषण के भंगुर होने से बचने के लिए भट्टी में कार्बन स्टील नहीं मिलाया जाएगा।

 

 

1. यांत्रिक गुण

• शुद्ध टाइटेनियम की तन्यता ताकत 350-500 एमपीए है, और एनील्ड जीआर5 की तन्य शक्ति 830-900 एमपीए है, जिसका घनत्व स्टील का केवल 60% है, जो हल्के पाइपों को सक्षम बनाता है। वृद्ध जीआर5 की ताकत 1000 एमपीए से अधिक है, जो एयरोस्पेस उच्च दबाव पाइपलाइनों के लिए उपयुक्त है।
• योग्य हाइड्रोजन सामग्री और मानकीकृत एनीलिंग वाले टाइटेनियम पाइपों की बढ़ाव दर 15% से अधिक या उसके बराबर होती है, जिससे ठंड में झुकने में सुविधा होती है; महीन दाने वाली संरचना थकान प्रतिरोध प्रदान करती है, जो हीट एक्सचेंजर्स के लिए उपयुक्त है। अत्यधिक हाइड्रोजन प्लास्टिसिटी को काफी कम कर देगा और पाइप झुकने के दौरान आसानी से टूटने का कारण बनेगा।

 

2. संक्षारण और हाइड्रोजन प्रतिरोध

• सतह TiO₂ निष्क्रिय फिल्म एसिड, क्षार और समुद्री जल संक्षारण के लिए प्रतिरोधी है, जिसका सेवा जीवन कार्बन स्टील से 5-10 गुना है। एक अक्षुण्ण निष्क्रिय फिल्म हाइड्रोजन प्रवेश को अवरुद्ध कर सकती है।
• 0.015% से कम या उसके बराबर हाइड्रोजन सामग्री सामान्य तापमान और मध्यम - कम दबाव वाले हाइड्रोजन उत्सर्जन से बच सकती है; अत्यधिक हाइड्रोजन के जमा होने और तनाव संक्षारण के तहत हाइड्राइड बनने का खतरा होता है, जिसके परिणामस्वरूप अचानक भंगुर फ्रैक्चर होता है। गहरे उच्च दबाव वाले समुद्र और हाइड्रोजन ऊर्जा पाइपलाइनों के लिए सख्त हाइड्रोजन सामग्री नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

 

3. भौतिक गुण

गैर -चुंबकीय, कम तापीय विस्तार गुणांक, 350 डिग्री उच्च तापमान पर स्थिर माइक्रोस्ट्रक्चर, और अच्छी निम्न{2}}तापमान कठोरता, क्रायोजेनिक विशेष पाइपलाइनों के लिए उपयुक्त।

 

 

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