99压力设备的疾病:氢气烘烤

在关于延迟开裂的讨论中提到，当钢由于使用暴露(或腐蚀，或高温高压氢处理)而含有氢时，可能需要进行氢烘烤，以避免焊接期间或焊接后的开裂问题。然而，并不是每次除气的尝试都能成功(即没有冷裂)。理论上，你只需将钢加热到较高的温度，并允许氢从钢中扩散出来，使其无氢且可焊接。几个关键问题都在氢气烘烤的成功中发挥作用，包括:(1)由于工艺暴露或腐蚀而在钢中带电的氢的数量，(2)氢陷阱的数量(例如，夹杂物和析出物的界面，以及氢泡或氢致裂纹处的空洞，HIC)，(3)氢在合金中的溶解度和扩散率，(4)钢厚度，(5)合金对氢脆的敏感性，以及(6)设备是否焊接覆盖/包覆耐腐蚀合金或裸焊。

通常情况下，在维修周转期间需要进行氢气烘烤，因此烘烤的需求经常受到挑战，试图节省时间和成本。然而，从延迟的裂缝中去除裂缝和尝试多次修复的时间和成本超过了氢烘烤的时间/成本。一个好的做法是在要焊接的表面上做“板珠”测试。简单地焊接一个珠，使用用于修复或改造的焊接程序，大约6英寸长。让珠子冷却到环境温度，然后等待2到4小时。用湿式荧光磁粉测试(WFMT)检查裂纹。如果发生开裂，则需要进行烘烤程序。如果不发生开裂，则可以进行无氢开裂的焊接。根据作者的经验，花在氢烘烤上的时间通常是一种廉价的保险，可以缓解焊接修复期间和之后与氢开裂相关的问题，特别是如果容器中存在氢活动迹象(氢起泡、HIC损伤或湿H2S相关的开裂)。将氢气烘烤到成功焊接修复所需的时间和温度是有争议的，当与冶金学家和该领域的从业者讨论时，你会发现不同程度的观点。 A common “general rule of thumb” is 600°F (316°C) for four hours or at least 1 hour per inch of thickness. Some practitioners have spreadsheets with calculations based on steel thickness and hydrogen solubility, etc. When these moderate temperature bake outs have not been successful, often a bake out for about 1 hour (or less) at the alloy’s PWHT temperature will help.

在进行烘烤时，另一个问题是是否在去除裂纹/焊接准备之前烘烤，还是在焊接准备之后烘烤，或两者都烘烤。通常只需要在焊接准备后进行烘烤，这应该是最有效的，因为焊接准备将使整个焊接表面更容易排气。在含有大量氢气的钢中，磨削时也会发生裂纹，特别是如果裂纹去除过程过于激烈的话。在这种情况下，可能需要在焊接准备之前进行氢烘烤。如果设备用耐腐蚀合金焊接或覆层，则可能需要移除修复区域的覆层或覆层。覆盖层/包层的氢浓度通常高于母材金属，在烘烤过程中，氢可以从浓度较高的区域(覆盖层)扩散到浓度较低的区域(母材金属)。这可能会否定氢气烘烤的成功。

在尝试修复焊接之前，要了解钢是否因使用暴露而含有氢，并向有类似设备焊接修复经验的合格材料工程师或检验工程师寻求建议。焊接时，应遵循避免延迟氢开裂的指导方针。许多类型的在役裂纹都归因于现实中的氢冷裂纹，这些冷裂纹可能自初始制造以来就存在，或在以前的焊接修复期间发生。当这种情况发生时，有时很难从氢冷裂纹中区分出哪些可能是在使用中的环境裂缝，因此很难确定如何处理它，因为对暴露在使用中的环境裂缝的设备的操作和维修策略可能与处理一些先前存在的氢冷裂缝的策略非常不同。

你的现场服务人员是否知道如何修理可能含有氢的钢铁设备，这些设备可能成为其他99种疾病的起始点?