हाइड्रोजन क्षति: Difference between revisions
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[[हाइड्रोजन]] क्षति हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ अंतःक्रिया के कारण बड़ी संख्या में [[धातु]] क्षरण प्रक्रियाओं को दिया गया सामान्य नाम है। ध्यान दें कि आणविक गैसीय हाइड्रोजन का धातु में ठोस घोल में छोड़े गए परमाणुओं या आयनों के समान प्रभाव नहीं होता है। | [[हाइड्रोजन]] क्षति हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ अंतःक्रिया के कारण बड़ी संख्या में [[धातु]] क्षरण प्रक्रियाओं को दिया गया सामान्य नाम है। ध्यान दें कि आणविक गैसीय हाइड्रोजन का धातु में ठोस घोल में छोड़े गए परमाणुओं या आयनों के समान प्रभाव नहीं होता है। | ||
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उच्च तापमान पर हाइड्रोजन के संपर्क में आने वाले कार्बन | उच्च तापमान पर हाइड्रोजन के संपर्क में आने वाले कार्बन स्टील उच्च तापमान वाले हाइड्रोजन आक्रमण का अनुभव करते हैं जिससे आंतरिक [[डीकार्बराइजेशन]] और कमजोरी होती है।<ref>G. A. Nelson, in Hydrogen Damage, C. D. Beachem (Ed.), [[American Society for Metals]], Metals Park, Ohio, (1977), p. 377</ref><ref>{{Cite book |last=Birks, N. |title=धातुओं के उच्च तापमान ऑक्सीकरण का परिचय|date=2006 |publisher=Cambridge University Press |author2=Meier, Gerald H. |author3=Pettit, F. S. |isbn=0-511-16162-X |edition=2nd |location=Cambridge, UK |oclc=77562951}}</ref> | ||
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धातुओं के माध्यम से फैलने वाला परमाणु हाइड्रोजन समावेशन और विपाटन जैसे आंतरिक दोषों पर एकत्रित हो सकता है और आणविक हाइड्रोजन बना सकता है। ऐसे स्थानों पर हाइड्रोजन के निरंतर अवशोषण के कारण उच्च दबाव बन सकता है जिससे छाले बनने, बढ़ने और अंततः छाले फूटने लगते हैं। इस तरह की हाइड्रोजन प्रेरित छाले भंजन स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और परमाणु संरचनात्मक पदार्थो में देखी गई है। कम हाइड्रोजन घुलनशीलता वाली धातुएँ (जैसे टंगस्टन) फफोले बनने के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं।<ref>Condon, J. B., and T. Schober. "[https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002231159390244S Hydrogen bubbles in metals.]" Journal of nuclear Materials 207 (1993): 1-24.</ref> जबकि वैनेडियम जैसी उच्च हाइड्रोजन घुलनशीलता वाली धातुओं में, हाइड्रोजन बुलबुले या फफोले के अतिरिक्त स्थिर धातु-हाइड्राइड को प्रेरित करना पसंद करता है। | |||
== दरारें, परतें, मछली की आंखें और सूक्ष्म छिद्र को तोड़ें == | |||
परतें और चकनाचूर दरारें बड़ी फोर्जन में देखी जाने वाली आंतरिक दरारें हैं। पिघलने और प्रक्षेप के समय उठाया गया हाइड्रोजन आंतरिक रिक्तियों और अंतराल पर अलग हो जाता है और फोर्जिंग के समय इन दोषों को उत्पन्न करता है। मछली की आंखें चमकीले धब्बे होते हैं , सामान्यतः झलाई में जिनका नाम उनके भंजन सतहों पर दिखाई देने के कारण रखा जाता है। संधि-वेल्डिंग के समय हाइड्रोजन धातु में प्रवेश करता है और बाद में तनाव के समय यह दोष उत्पन्न करता है। अत्यधिक उच्च हाइड्रोजन दबाव के संपर्क में आने वाले स्टील परिरोधन जहाजों में छोटी दरारें या सूक्ष्म छिद्र विकसित होते हैं जिनके माध्यम से तरल पदार्थ का रिसाव हो सकता है। | |||
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हाइड्रोजन कई | हाइड्रोजन कई पदार्थो में तन्यता को कम करता है। ऑस्टेनिटिक जंगरोधी स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं जैसी तन्य पदार्थो में, कोई चिह्नित भंगुरता नहीं हो सकती है, लेकिन तन्यता परीक्षणों में तन्यता लचीलापन (क्षेत्रफल में % बढ़ाव या % कमी) में महत्वपूर्ण कमी प्रदर्शित हो सकती है। | ||
==हाइड्रोजन क्षति का नियंत्रण== | ==हाइड्रोजन क्षति का नियंत्रण== | ||
हाइड्रोजन क्षति को नियंत्रित करने का सबसे अच्छा तरीका धातु और हाइड्रोजन के बीच संपर्क को नियंत्रित करना है। पिघलने जैसे महत्वपूर्ण कार्यों के | हाइड्रोजन क्षति को नियंत्रित करने का सबसे अच्छा तरीका धातु और हाइड्रोजन के बीच संपर्क को नियंत्रित करना है। पिघलने जैसे महत्वपूर्ण कार्यों के समय धातुओं में हाइड्रोजन के प्रवेश को कम करने के लिए कई कदम उठाए जा सकते हैं; ढलाई; काम करना (रोलिंग, फोर्जिंग, आदि); वेल्डिंग; और सतह की तैयारी, जैसे रासायनिक सफाई, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, और उनके सेवा सेवा काल के समय संक्षारण। हाइड्रोजन के प्रति इसकी संवेदनशीलता को कम करने के लिए पर्यावरण पर नियंत्रण और पदार्थ का धातुकर्म नियंत्रण हाइड्रोजन क्षति को कम करने के दो प्रमुख दृष्टिकोण हैं। | ||
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हाइड्रोजन क्षति की पर्याप्त रूप से पहचान करने और | हाइड्रोजन क्षति की पर्याप्त रूप से पहचान करने और परिवीक्षण करने के विभिन्न तरीके हैं, जिनमें [[Index.php?title=पराध्वनिक प्रतिध्वनि क्षीणन|पराध्वनिक प्रतिध्वनि क्षीणन]] विधि, आयाम-आधारित [[Index.php?title=प्रत्यक् प्रकीर्ण|प्रत्यक् प्रकीर्ण]], वेग अनुपात, रेंगने वाली तरंगें/ उड्डयन समय माप, प्रवणता-अभिग्रहण तरीका कतरनी तरंग वेग, उन्नत अल्ट्रासोनिक प्रत्यक् प्रकीर्ण तकनीक (एयूबीटी) उड़ान विवर्तन का समय (टीओएफडी), मोटाई मानचित्रण और इन-सीटू [[ धातुविज्ञान ]] - प्रतिकृतियां सम्मिलित हैं,।<ref>The Australian Institute for Non Destructive Testing (AINDT), [http://www.ndt.net/apcndt2001/papers/1154/1154.htm Detection and Quantification of Hydrogen Damage]</ref> हाइड्रोजन क्षति के लिए, पदार्थ में प्रभावित क्षेत्रों का पता लगाने के लिए प्रत्यक् प्रकीर्ण तकनीक का उपयोग किया जाता है। प्रत्यक् प्रकीर्ण माप के निष्कर्षों को पुनर्जांच करने और पुष्टि करने के लिए, वेग अनुपात माप तकनीक का उपयोग किया जाता है।सूक्ष्म और स्थूल दरारों का पता लगाने के लिए, उड़ान विवर्तन का समय उपयोग करने के लिए एक उपयुक्त तरीका है। | ||
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Latest revision as of 14:48, 17 August 2023
हाइड्रोजन क्षति हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ अंतःक्रिया के कारण बड़ी संख्या में धातु क्षरण प्रक्रियाओं को दिया गया सामान्य नाम है। ध्यान दें कि आणविक गैसीय हाइड्रोजन का धातु में ठोस घोल में छोड़े गए परमाणुओं या आयनों के समान प्रभाव नहीं होता है।
आंतरिक दोषों का निर्माण
उच्च तापमान पर हाइड्रोजन के संपर्क में आने वाले कार्बन स्टील उच्च तापमान वाले हाइड्रोजन आक्रमण का अनुभव करते हैं जिससे आंतरिक डीकार्बराइजेशन और कमजोरी होती है।[1][2]
फफोलन
धातुओं के माध्यम से फैलने वाला परमाणु हाइड्रोजन समावेशन और विपाटन जैसे आंतरिक दोषों पर एकत्रित हो सकता है और आणविक हाइड्रोजन बना सकता है। ऐसे स्थानों पर हाइड्रोजन के निरंतर अवशोषण के कारण उच्च दबाव बन सकता है जिससे छाले बनने, बढ़ने और अंततः छाले फूटने लगते हैं। इस तरह की हाइड्रोजन प्रेरित छाले भंजन स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और परमाणु संरचनात्मक पदार्थो में देखी गई है। कम हाइड्रोजन घुलनशीलता वाली धातुएँ (जैसे टंगस्टन) फफोले बनने के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं।[3] जबकि वैनेडियम जैसी उच्च हाइड्रोजन घुलनशीलता वाली धातुओं में, हाइड्रोजन बुलबुले या फफोले के अतिरिक्त स्थिर धातु-हाइड्राइड को प्रेरित करना पसंद करता है।
दरारें, परतें, मछली की आंखें और सूक्ष्म छिद्र को तोड़ें
परतें और चकनाचूर दरारें बड़ी फोर्जन में देखी जाने वाली आंतरिक दरारें हैं। पिघलने और प्रक्षेप के समय उठाया गया हाइड्रोजन आंतरिक रिक्तियों और अंतराल पर अलग हो जाता है और फोर्जिंग के समय इन दोषों को उत्पन्न करता है। मछली की आंखें चमकीले धब्बे होते हैं , सामान्यतः झलाई में जिनका नाम उनके भंजन सतहों पर दिखाई देने के कारण रखा जाता है। संधि-वेल्डिंग के समय हाइड्रोजन धातु में प्रवेश करता है और बाद में तनाव के समय यह दोष उत्पन्न करता है। अत्यधिक उच्च हाइड्रोजन दबाव के संपर्क में आने वाले स्टील परिरोधन जहाजों में छोटी दरारें या सूक्ष्म छिद्र विकसित होते हैं जिनके माध्यम से तरल पदार्थ का रिसाव हो सकता है।
तन्य लचीलापन में हानि
हाइड्रोजन कई पदार्थो में तन्यता को कम करता है। ऑस्टेनिटिक जंगरोधी स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं जैसी तन्य पदार्थो में, कोई चिह्नित भंगुरता नहीं हो सकती है, लेकिन तन्यता परीक्षणों में तन्यता लचीलापन (क्षेत्रफल में % बढ़ाव या % कमी) में महत्वपूर्ण कमी प्रदर्शित हो सकती है।
हाइड्रोजन क्षति का नियंत्रण
हाइड्रोजन क्षति को नियंत्रित करने का सबसे अच्छा तरीका धातु और हाइड्रोजन के बीच संपर्क को नियंत्रित करना है। पिघलने जैसे महत्वपूर्ण कार्यों के समय धातुओं में हाइड्रोजन के प्रवेश को कम करने के लिए कई कदम उठाए जा सकते हैं; ढलाई; काम करना (रोलिंग, फोर्जिंग, आदि); वेल्डिंग; और सतह की तैयारी, जैसे रासायनिक सफाई, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, और उनके सेवा सेवा काल के समय संक्षारण। हाइड्रोजन के प्रति इसकी संवेदनशीलता को कम करने के लिए पर्यावरण पर नियंत्रण और पदार्थ का धातुकर्म नियंत्रण हाइड्रोजन क्षति को कम करने के दो प्रमुख दृष्टिकोण हैं।
हाइड्रोजन क्षति का पता लगाना
हाइड्रोजन क्षति की पर्याप्त रूप से पहचान करने और परिवीक्षण करने के विभिन्न तरीके हैं, जिनमें पराध्वनिक प्रतिध्वनि क्षीणन विधि, आयाम-आधारित प्रत्यक् प्रकीर्ण, वेग अनुपात, रेंगने वाली तरंगें/ उड्डयन समय माप, प्रवणता-अभिग्रहण तरीका कतरनी तरंग वेग, उन्नत अल्ट्रासोनिक प्रत्यक् प्रकीर्ण तकनीक (एयूबीटी) उड़ान विवर्तन का समय (टीओएफडी), मोटाई मानचित्रण और इन-सीटू धातुविज्ञान - प्रतिकृतियां सम्मिलित हैं,।[4] हाइड्रोजन क्षति के लिए, पदार्थ में प्रभावित क्षेत्रों का पता लगाने के लिए प्रत्यक् प्रकीर्ण तकनीक का उपयोग किया जाता है। प्रत्यक् प्रकीर्ण माप के निष्कर्षों को पुनर्जांच करने और पुष्टि करने के लिए, वेग अनुपात माप तकनीक का उपयोग किया जाता है।सूक्ष्म और स्थूल दरारों का पता लगाने के लिए, उड़ान विवर्तन का समय उपयोग करने के लिए एक उपयुक्त तरीका है।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ G. A. Nelson, in Hydrogen Damage, C. D. Beachem (Ed.), American Society for Metals, Metals Park, Ohio, (1977), p. 377
- ↑ Birks, N.; Meier, Gerald H.; Pettit, F. S. (2006). धातुओं के उच्च तापमान ऑक्सीकरण का परिचय (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0-511-16162-X. OCLC 77562951.
- ↑ Condon, J. B., and T. Schober. "Hydrogen bubbles in metals." Journal of nuclear Materials 207 (1993): 1-24.
- ↑ The Australian Institute for Non Destructive Testing (AINDT), Detection and Quantification of Hydrogen Damage
