現(xiàn)行的HG/T 20581-2011《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》的6.6.7規(guī)定,受壓元件不得使用鍍鋅、鍍鎘的螺栓、螺柱。而新版HG20581審查稿中的5.6.7也有同樣的規(guī)定。
電鍍表面處理由于工藝成熟和成本可控,成為緊固件常用的一類(lèi)表面處理方式,如鍍鋅、鍍銅、鍍鋅鎳、鍍鋅鐵、鍍鉻等。但是表面電鍍的緊固件(尤其是高強(qiáng)度緊固件)存在氫脆的風(fēng)險(xiǎn)。
這是因?yàn)?,在電鍍前清洗時(shí),通常采用酸洗除銹和除氧化皮,酸洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氫。陰極除油時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氫。電鍍過(guò)程中,作為陰極的被鍍零件在獲得鍍層的同時(shí)在零件金屬內(nèi)部也會(huì)滲入了氫。另外,不同基體的材料,陰極滲氫程度不同,如Pd>Ti>Cr>Mn等。由此可見(jiàn),電鍍中高強(qiáng)度緊固件的氫脆問(wèn)題主要來(lái)自?xún)?nèi)部。
由于氫具有很大的擴(kuò)散速度,容易通過(guò)各種細(xì)小的空隙,新生態(tài)的氫原子會(huì)滲透到金屬材料的空穴中,造成很大的內(nèi)應(yīng)力。在很多材料特別是在高強(qiáng)度材料中,由于加工、焊接所產(chǎn)生的應(yīng)力,且金屬基體本身就可能存在一些微裂紋,如果此時(shí)滲氫,氫氣所引起的高壓,就會(huì)使零件在承受外界壓力的情況下斷裂,造成質(zhì)量事故。
鍍鎘層的耐腐蝕性能較好,特別是在海洋性大氣環(huán)境下,其耐腐蝕效果較其他表面處理較好,但鍍鎘處理易產(chǎn)生環(huán)境污染,因此加工過(guò)程中的廢液處理費(fèi)用大,成本高。所以在一般行業(yè)中不使用,僅用于一些特定環(huán)境,如用于石油鉆井平臺(tái)和航天飛機(jī)用的緊固件等。
張振赟. 高強(qiáng)度緊固件鍍鋅中氫脆的產(chǎn)生環(huán)節(jié)及控制措施. 材料保護(hù), 2003, 36(1)
楊智清, 曹玲玲. 高強(qiáng)度緊固件電鍍中的氫脆問(wèn)題分析. 汽車(chē)工程師, 2018, (10).
蔡敏, 王晰, 高揚(yáng). 對(duì)核電廠緊固件表面處理措施的討論. 科技視界, 2016, (8).
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