Nguy cơ giòn do hydro của bu lông đường ray và kiểm soát quá trình xử lý khử hydro
Tại sao bu lông có độ bền- cao lại dễ bị giòn do hydro hơn so với bu lông thông thường?
Bu lông cường độ-cao trải qua quá trình tôi và tôi luyện, tạo ra cấu trúc martensite được tôi luyện với độ cứng cao nhưng độ biến dạng mạng tinh thể đáng kể. Cấu trúc này "bẫy" các nguyên tử hydro một cách mạnh mẽ, dễ dàng tích tụ ở các khuyết tật mạng. Bu lông thông thường có độ cứng thấp hơn và cấu trúc-ferlite ferrite, cho phép khuếch tán hydro nhanh chóng và ngăn chặn sự tích tụ áp suất-cao. Dưới ứng suất kéo, các nguyên tử hydro tích lũy trong bu lông có độ bền-cao khiến độ dẻo giảm mạnh, dẫn đến gãy xương đột ngột, giòn mà không bị biến dạng đáng kể-được gọi là hiện tượng giòn do hydro.
Sự khác biệt về mặt cấu trúc giữa độ giòn do hydro và gãy xương do mỏi thông thường là gì?
Các vết nứt do giòn do hydro có bề mặt tinh thể màu xám sáng, không có biến dạng dẻo rõ ràng, điển hình của hiện tượng phá hủy giòn. Thường thấy rõ các vùng lan truyền vết nứt với tốc độ phát triển cực nhanh. Ngược lại, các vết nứt do mỏi biểu hiện nguồn gốc mỏi rõ rệt, các vết mỏi và các vùng đứt gãy cuối cùng, với màu tối hơn và biến dạng dẻo ở vùng cuối cùng. Hiện tượng giòn hydro xảy ra sớm trong quá trình sử dụng mà không báo trước; vết nứt do mỏi phát triển dần dần sau quá trình rung-kéo dài. Phân tích fractal cho phép kỹ thuật viên nhanh chóng xác định nguyên nhân lỗi.
Các thông số cốt lõi của quy trình khử hydro là gì và làm thế nào để kiểm soát chúng một cách chính xác?
Các thông số cốt lõi là nhiệt độ và thời gian lưu giữ, phải được kiểm soát một cách đồng bộ. Đối với bu lông ray, nhiệt độ khử hydro tiêu chuẩn thường là 190 độ đến 220 độ. Nhiệt độ thấp kích hoạt không đủ các nguyên tử hydro để khuếch tán; nhiệt độ cao làm giảm độ cứng và độ bền của bu lông. Thời gian giữ khoảng từ 8 đến 24 giờ, tùy thuộc vào vật liệu và độ dày hiệu quả. -Quy trình khôn ngoan, quá trình nung khử hydro phải bắt đầu trong vòng 4 giờ sau khi mạ điện để ngăn hydro khuếch tán sâu vào nền thép.
Phương pháp xử lý bề mặt nào gây ra rủi ro giòn do hydro và phương pháp xử lý bề mặt nào tương đối an toàn?
Wet electroplating processes like electro-galvanizing and electro-cadmium plating are high-risk, as hydrogen ions in the plating bath reduce at the cathode and penetrate the bolt. In contrast, hot-dip galvanizing, Dacromet coating, and mechanical galvanizing are low or zero-hydrogen processes with minimal risk. Ultra-high-strength track bolts (tensile strength >1000MPa) thường bị cấm sử dụng mạ điện-. Các dự án kỹ thuật nên ưu tiên Dacromet hoặc mạ kẽm nhúng nóng-để loại bỏ hiện tượng giòn do hydro tại nguồn.
Làm cách nào để ngăn chặn hiện tượng gãy bu lông-do hydro tạo ra tại công trường-?
Đầu tiên, yêu cầu nhà sản xuất cung cấp hồ sơ quá trình khử hydro và báo cáo thử nghiệm trong quá trình mua sắm; cấm sử dụng bu lông cường độ cao chưa qua xử lý. Thứ hai, tránh tẩy rỉ quá mức hoặc tẩy gỉ bằng phương pháp điện phân bằng catốt trong quá trình xây dựng, vì những hoạt động này sẽ tạo ra hydro. Nếu xảy ra hiện tượng gãy xương chậm trong quá trình lắp đặt, hãy thu hồi lô ngay lập tức. Ngoài ra, hãy tiến hành-kiểm tra không phá hủy thường xuyên đối với các bu lông quan trọng để phát hiện sớm các vết nứt do giòn do hydro. Kiểm soát nguồn và quản lý quy trình chặt chẽ là chìa khóa để ngăn ngừa những tai nạn như vậy.