กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าจะมาพร้อมกับปฏิกิริยาวิวัฒนาการของไฮโดรเจน การแทรกซึมของไฮโดรเจนเข้าไปในซับสเตรตทำให้เกิดความเสี่ยงสูงที่จะเกิดความล้มเหลวสำหรับตัวยึดที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งมักจะนำไปสู่ "การแตกหักล่าช้า" หลังจากการประกอบ ซึ่งเป็นปัญหาด้านคุณภาพที่คาดเดาได้ยากในสภาพแวดล้อมทางวิศวกรรมอย่างฉาวโฉ่ สำหรับสกรูยึดตัวเอง กระบวนการติดตั้งจะสร้างแรงกดอัดที่ตกค้างในบริเวณล็อค เมื่อรวมกับความเสี่ยงที่ไฮโดรเจนจะเกิดการเปราะจากการชุบด้วยไฟฟ้า จะทำให้ชิ้นส่วนเสี่ยงต่อการแตกหักเปราะภายใต้ภาระ ความล้มเหลวดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นทันที แต่มักจะปรากฏให้เห็นหลังการชุมนุมหลายชั่วโมง
กลไกของการแตกตัวของไฮโดรเจนเกี่ยวข้องกับอะตอมของไฮโดรเจนที่แพร่กระจายเข้าไปในโลหะและเคลื่อนไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเครียด เมื่อวัสดุมีข้อบกพร่อง อะตอมเหล่านี้จะรวมกันก่อตัวเป็นโมเลกุลไฮโดรเจน ทำให้เกิดแรงดันภายใน เมื่อความดันภายในซึ่งประกอบขึ้นด้วยแรงเค้นตกค้างจากแผ่นโลหะและภาระการปฏิบัติงานภายนอก เกินกำลังครากของวัสดุ จะเกิดการแตกหัก เนื่องจากการแพร่กระจายของอะตอมไฮโดรเจนผ่านเหล็กต้องใช้เวลา นี่จึงเป็นสาเหตุพื้นฐานของการแตกหักล่าช้า นอกจากนี้ การเคลือบสังกะสีและแคดเมียมยังทำหน้าที่เป็นอุปสรรคขัดขวางการหลบหนีของไฮโดรเจน ทำให้การจัดการการดีไฮโดรจีเนชันมีความท้าทายมากขึ้น ช่วงอุณหภูมิสำหรับการดีไฮโดรจีเนชันด้วยการอบจะต้องมีความสมดุลอย่างระมัดระวัง โดยจะต้องสูงพอที่จะส่งเสริมการปล่อยไฮโดรเจนออกจากซับสเตรต แต่ยังต่ำพอที่จะหลีกเลี่ยงการลดความแข็งของวัสดุหรือลดทอนคุณสมบัติของสารเคลือบ
ในการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม ความเสี่ยงของการแทรกซึมของไฮโดรเจนสามารถบรรเทาลงได้ด้วยแนวทางหลักสามประการ สำหรับสกรูโลดโผนแบบยึดติดเองและตัวยึดที่คล้ายกัน ในระหว่างการปรับสภาพเบื้องต้น แนะนำให้ใช้การพ่นทรายเพื่อกำจัดสนิม หากใช้การดองด้วยกรด ควรเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนลงในสารละลายกรด สำหรับการล้างไขมัน แนะนำให้ใช้วิธีทางเคมีหรือตัวทำละลาย หากใช้การขจัดไขมันด้วยเคมีไฟฟ้า ควรปฏิบัติตามลำดับการทำความสะอาดแบบแคโทดตามด้วยการทำความสะอาดแบบขั้วบวก ในส่วนของกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้านั้น อ่างชุบอัลคาไลน์หรืออ่างประสิทธิภาพสูงในปัจจุบันส่งผลให้วิวัฒนาการของไฮโดรเจนลดลง นอกจากนี้ หากเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความต้านทานการกัดกร่อน อาจเลือกระบบการเคลือบที่ไฮโดรเจนมีความสามารถในการละลายต่ำกว่า
การบรรเทาความเครียดก่อนการชุบและการดีไฮโดรจีเนชันด้วยการอบหลังจากการชุบเป็นมาตรการควบคุมมาตรฐาน สำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านการชุบแข็งหรือเชื่อม ควรบรรเทาความเครียดภายในด้วยการอบคืนตัวก่อนเริ่มกระบวนการชุบ หลังจากการชุบด้วยไฟฟ้า ไฮโดรเจนยังคงเคลื่อนตัวลึกเข้าไปในสารตั้งต้น มาตรฐานอุตสาหกรรมแนะนำให้เริ่มกระบวนการขจัดการเปราะ (กำจัดไฮโดรเจน) ภายในหนึ่งชั่วโมงหลังการชุบ โดยมีความล่าช้าสูงสุดที่อนุญาตคือสามชั่วโมง อุณหภูมิการอบมาตรฐานอยู่ระหว่าง 150 องศา ถึง 300 องศา โดยมีเวลาพักระหว่าง 2 ถึง 24 ชั่วโมง ควรปรับพารามิเตอร์เหล่านี้ตามขนาดชิ้นส่วน ความแข็งแรงของพื้นผิว และประเภทของการชุบ สำหรับชิ้นส่วนที่เคลือบด้วยสังกะสี ช่วงการอบโดยทั่วไปคือ 110 องศาถึง 220 องศา ในขณะที่ชิ้นส่วนที่ชุบแคดเมียม ขีดจำกัดอุณหภูมิด้านบนจะต่ำกว่าโดยทั่วไปคือ 180 องศาถึง 200 องศา เพื่อป้องกันการเปราะที่เกิดจากแคดเมียม
ความแข็งของวัสดุทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้โดยตรงของความไวต่อการแตกตัวของไฮโดรเจน สำหรับสกรูยึดหัวกลมและตัวยึดเหล็กอื่นๆ ความเสี่ยงของการแตกหักที่เกิดจากไฮโดรเจนจะเริ่มเพิ่มขึ้นเมื่อความแข็งของเหล็กเข้าใกล้ HRC 38 ชิ้นส่วนที่มีความแข็งเกิน HRC 43 ต้องใช้กระบวนการขจัดรอยเปราะหลังการชุบ ในขณะที่ชิ้นส่วนที่มีความแข็งใกล้ HRC 60 จะต้องผ่านการอบทันทีหลังการรักษาพื้นผิว นอกจากความแข็งแล้ว ยังต้องประเมินปัจจัยอื่นๆ อีกด้วย รวมถึงการจำแนกความปลอดภัยของชิ้นส่วน ขนาดหน้าตัด ความเข้มข้นของความเค้น (รอยบาก) ประเภทการชุบ สภาพการโหลด และประวัติความล้มเหลวใดๆ ก่อนหน้านี้ ชิ้นส่วนที่มีความเค้นดึงสูงมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดการแตกตัวของไฮโดรเจนอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่อยู่ภายใต้ความเค้นอัดล้วนๆ
สำหรับสลักเกลียวยึดตัวเอง การตรวจสอบความถูกต้องทางวิศวกรรมนอกเหนือจากการทดสอบแรงบิดออกและแรงดึงออก จะต้องรวมถึงการประเมินการเปราะของไฮโดรเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแยกความแตกต่างระหว่างการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนและการฉีกขาดของวัสดุแผ่น ในระหว่างขั้นตอนการจัดซื้อและการตรวจสอบกระบวนการ จำเป็นต้องระบุวัสดุแผ่น ความแข็ง กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า และพารามิเตอร์การขจัดรอยเปราะ การเลือกไม่ควรขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของเกลียวเพียงอย่างเดียว หากการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนเกิดขึ้นแล้ว ไฮโดรเจนจะแพร่กระจายไปสู่ข้อบกพร่องที่ฝังลึก ส่งผลให้ความเหนียวดั้งเดิมไม่สามารถกู้คืนได้ผ่านการอบ ชิ้นส่วนดังกล่าวจะต้องถูกทิ้ง
ในกรณีที่กสกรูอัดแบบยึดตัวเองการแตกหัก ขั้นตอนแรกคือการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดการชุบด้วยไฟฟ้า (การดูดซับไฮโดรเจน) และโปรโตคอลการขจัดรอยเปราะ จากนั้น ให้ตรวจสอบความร่วมแกนในการติดตั้ง ความแข็งของวัสดุแผ่น และเส้นผ่านศูนย์กลางรู ไม่ใช่แค่ปรับแรงในการติดตั้ง (การสวมอัด) เท่านั้น กระบวนการเตรียมพื้นผิวและขั้นตอนการขจัดรอยเปราะทั้งหมดจะต้องได้รับการตรวจสอบอีกครั้งทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงเกรดวัสดุแผ่น สภาวะการรักษาความร้อน หรือประเภทการชุบ เพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงในระยะยาวของข้อต่อที่ประกอบ
ติดต่อเรา
