Испытание рельсовых болтов на водородное охрупчивание и безопасность эксплуатации высокопрочных-болтов
Почему высокопрочные-болты гусениц более склонны к разрушению из-за водородного охрупчивания, чем обычные болты?
Чем выше класс прочности высокопрочных-болтов, тем выше твердость их матрицы и прочность на разрыв, тем ниже ударная вязкость материала и тем выше чувствительность к атомам водорода. Высокопрочные-болты класса 8,8 и выше подвергаются закалке и отпуску, образуя внутри плотную мартенситную структуру, где с высокой вероятностью накапливаются атомы водорода на границах зерен. Когда концентрация атомов водорода достигнет критического значения, произойдет «водородное растрескивание», приводящее к внезапному хрупкому разрушению без явной пластической деформации. Обычные болты (например, марки 4,8) имеют структуру ферритной-перлитной матрицы с хорошей ударной вязкостью, в которой атомы водорода не легко накапливаются, а риск водородного охрупчивания чрезвычайно низок.
Каковы основные методы обнаружения водородного охрупчивания гусеничных болтов и каковы сценарии их применения?
Основные методы обнаружения включают испытание на растяжение при постоянной нагрузке, испытание на отсроченное разрушение и ультразвуковое испытание, каждый из которых имеет разные сценарии применения. Испытание на растяжение при постоянной нагрузке — это арбитражный метод, указанный в китайском стандарте, подходящий для заводских испытаний партий. Прикладывается нагрузка в размере 75% от предела текучести, и отсутствие разрушения в течение 200 часов не считается квалифицируемым. Испытание на отсроченное разрушение подходит для стадии исследований и разработок, проверяя чувствительность болтов к водородному охрупчиванию путем моделирования условий экстремальных нагрузок. Ультразвуковой контроль — это быстрый метод проверки на-объекте, подходящий для обнаружения установленных болтов. Он быстро находит скрытые опасные болты, определяя отраженные волны водородных-трещин, избегая потерь при разборке.
Какое решающее влияние оказывает процесс обработки поверхности на риск водородного охрупчивания гусеничных болтов?
Различные процессы обработки поверхности имеют существенные различия в риске водородного охрупчивания, и основная причина заключается в том, вводятся ли атомы водорода. При гальванике (например, электро-гальванизации) образуется большое количество атомов водорода, что сопряжено с чрезвычайно высоким риском водородного охрупчивания; Обычные гальванические процессы строго запрещены для высокопрочных-болтов. Количество инфильтрации атомов водорода при горячем-цинковании погружением невелико, но высокие температуры вызывают диффузию атомов водорода, которую необходимо сочетать с обработкой дегидрированием. Процессы нанесения цинковых чешуек (Dacromet) и диффузионного покрытия цинком представляют собой процессы, не содержащие водорода-, практически не содержащие атомов водорода, и являются предпочтительными методами обработки поверхности для высокопрочных-гусеничных болтов. Кроме того, неправильный контроль процесса травления также может стать основным источником атомов водорода, поэтому необходимо оптимизировать формулу травления и добавить процесс дегидрирования.
Каковы типичные характеристики водородного охрупчивания путевых болтов и как отличить его от усталостного разрушения?
Типичной характеристикой разрушения из-за водородного охрупчивания является «хрупкое разрушение без пластической деформации» с плоской ярко-серой кристаллической поверхностью излома и без явных усталостных полос. Локализация разрушения в основном происходит в области основания резьбы или хвостовика болта, и перед разрушением, которое является внезапным разрушением, нет никаких предвестников, таких как ослабление или деформация. Поверхность усталостного разрушения делится на источник усталости, зону распространения и зону мгновенного разрушения. Зона распространения имеет четкие усталостные борозды, а перед разрушением болта появляются небольшие пластические деформации или признаки ослабления. Благодаря анализу морфологии трещин можно быстро различить две формы трещин, что дает основу для анализа аварий.
Какие экстренные и профилактические меры следует предпринять после обнаружения на месте болтов с подозрением на водородное охрупчивание?
В плане экстренных мер необходимо немедленно перекрыть участок линии, провести комплексное расследование по факту разрушения болтов одной партии, заменить все неразрушенные болты одной партии и строго запретить дальнейшее использование. Что касается мер профилактики и контроля, необходимо отслеживать процесс обработки поверхности и протокол испытаний на водородное охрупчивание партии болтов; при наличии нарушений технологического процесса или отсутствия тестов поставщик должен быть включен в черный список. При последующих закупках следует отдавать предпочтение высоко-болтам, обработанным безводородными-технологиями, такими как Dacromet и диффузионное покрытие цинком, а поставщики должны быть обязаны предоставлять сторонние-отчеты об испытаниях на водородное охрупчивание. В то же время на месте должна быть установлена система контроля складирования болтов, чтобы исключить скрытую опасность водородного охрупчивания от источника.