Badanie kruchości wodorowej śrub kolejowych i bezpieczeństwo użytkowania-śrub o wysokiej wytrzymałości
Dlaczego-śruby gąsienicowe o wysokiej wytrzymałości są bardziej podatne na pękanie pod wpływem kruchości wodorowej niż zwykłe śruby?
Im wyższy stopień wytrzymałości śrub-o wysokiej wytrzymałości, tym wyższa twardość ich osnowy i wytrzymałość na rozciąganie, tym niższa wytrzymałość materiału i większa wrażliwość na atomy wodoru. Śruby o-wysokiej wytrzymałości klasy 8.8 i wyższej poddawane są hartowaniu i odpuszczaniu, tworząc wewnątrz gęstą strukturę martenzytyczną, w której na granicach ziaren z dużym prawdopodobieństwem gromadzą się atomy wodoru. Kiedy stężenie atomów wodoru osiągnie wartość krytyczną, nastąpi „pękanie-indukowane wodorem”, w wyniku którego nastąpi nagłe kruche pęknięcie bez widocznego odkształcenia plastycznego. Zwykłe śruby (takie jak klasa 4.8) mają strukturę osnowy z ferrytu-perlitu o dobrej wytrzymałości, w której atomy wodoru nie są łatwe do gromadzenia, a ryzyko kruchości wodorowej jest wyjątkowo niskie.
Jakie są podstawowe metody wykrywania kruchości wodorowej śrub gąsienicowych i jakie są scenariusze ich zastosowania?
Główne metody wykrywania obejmują próbę rozciągania przy stałym obciążeniu, próbę opóźnionego pękania i badania ultradźwiękowe, każdy z różnymi scenariuszami zastosowania. Próba rozciągania przy stałym obciążeniu jest metodą arbitrażu określoną w chińskiej normie, odpowiednią do fabrycznych testów partii. Zastosowano obciążenie wynoszące 75% granicy plastyczności i nie kwalifikuje się żadne pęknięcie w ciągu 200 godzin. Test opóźnionego pękania jest odpowiedni na etapie badań i rozwoju, polegający na badaniu wrażliwości śrub na kruchość wodorową poprzez symulację środowisk o ekstremalnych obciążeniach. Testy ultradźwiękowe to{{6}szybka metoda kontroli na miejscu, odpowiednia do wykrywania zamontowanych śrub. Szybko znajduje ukryte zagrożenia, identyfikując odbite fale pęknięć-wywołanych wodorem, co pozwala uniknąć strat podczas demontażu.
Jaki decydujący wpływ ma proces obróbki powierzchni na ryzyko kruchości wodorowej śrub gąsienicowych?
Różne procesy obróbki powierzchni charakteryzują się znaczącymi różnicami w ryzyku kruchości wodorowej, a sedno leży w tym, czy wprowadzane są atomy wodoru. Galwanizacja (np. cynkowanie-elektryczne) wytwarza dużą liczbę atomów wodoru, co wiąże się z niezwykle wysokim ryzykiem kruchości wodorowej; zwykłe procesy galwanizacji są surowo zabronione w przypadku-śrub o wysokiej wytrzymałości. Ilość infiltracji atomów wodoru podczas-cynkowania ogniowego jest niewielka, ale wysokie temperatury powodują dyfuzję atomów wodoru, co należy połączyć z obróbką odwodornienia. Procesy cynkowania płatkowego (Dacromet) i powlekania dyfuzyjnego cynkiem-to procesy wolne od wodoru, prawie nie wprowadzające atomów wodoru i są preferowanymi metodami obróbki powierzchni-śrub do gąsienic o wysokiej wytrzymałości. Ponadto niewłaściwa kontrola procesu trawienia może być również głównym źródłem atomów wodoru, dlatego konieczne jest zoptymalizowanie formuły trawienia i dodanie procesu odwodornienia.
Jakie są typowe cechy pękania śrub gąsienicowych pod wpływem kruchości wodorowej i jak odróżnić je od pękania zmęczeniowego?
Typową cechą pękania kruchego wodorowego jest „kruche pękanie bez odkształcenia plastycznego”, z płaską, jasnoszarą krystaliczną powierzchnią pęknięcia i bez wyraźnych prążków zmęczeniowych. Miejsce pęknięcia występuje najczęściej w obszarze nasady gwintu lub w obszarze koncentracji naprężeń trzpienia śruby i nie występują żadne czynniki poprzedzające takie jak poluzowanie lub odkształcenie przed pęknięciem, czyli nagłym pęknięciem. Powierzchnię pęknięcia zmęczeniowego dzieli się na źródło zmęczenia, strefę propagacji i strefę chwilowego pęknięcia. W strefie propagacji występują wyraźne prążki zmęczeniowe, a przed pęknięciem śruby pojawią się oznaki lekkiego odkształcenia plastycznego lub poluzowania. Dzięki analizie morfologii pęknięć można szybko rozróżnić dwie formy pęknięć, co stanowi podstawę do analizy wypadków.
Jakie środki awaryjne i zapobiegawcze należy podjąć po znalezieniu na miejscu pękniętych śrub podejrzanych o kruchość wodorową?
W zakresie działań awaryjnych należy natychmiast zablokować odcinek linii, przeprowadzić kompleksowe badanie pod kątem pęknięcia śrub tej samej partii, wymienić wszystkie nieuszkodzone śruby tej samej partii i surowo zakazać dalszego użytkowania. W zakresie środków zapobiegawczych i kontrolnych konieczne jest prześledzenie procesu obróbki powierzchni i protokołu badania kruchości wodorowej partii śrub; w przypadku naruszeń procesów lub braku testów dostawca powinien zostać wpisany na czarną listę. W kolejnych zamówieniach preferowane powinny być-śruby o wysokiej wytrzymałości poddane-procesom bezwodorowym, takim jak Dacromet i powłoka dyfuzyjna cynku, a dostawcy powinni być zobowiązani do przedstawienia raportów z testów kruchości wodorowej stron trzecich. Jednocześnie należy stworzyć na miejscu system kontroli składowania śrub, aby wyeliminować ukryte zagrożenia związane z kruchością wodorową ze źródła.