一艘剛剛完工出廠的遊輪,堅如磐石。 但讓人沒想到的是,它的船體瞬間突然從內部破裂,而且斷成了兩部分!
這幅看似荒誕的畫面,並不是電影中的特效場景,而是曾經發生在美國造船廠的場景。 那麼,這件事到底是怎麼回事,又是誰是導致金屬外殼變得像豆腐一樣脆弱的“罪魁禍首”呢?
2024年1月16日,一艘剛剛完工的巨型遊輪傲然矗立在美國奧勒岡州一座大型造船廠的大樓裡,等待著第二天正式下水前交付給客戶。 然而,就在半夜,遊輪的船體突然發出驚天動地的巨響,將人們從睡夢中驚醒。
驚慌失措的工人們順著輪船周圍的聲音,看到那艘強大而堅不可摧的船,中間斷裂,斷成兩半,他們驚呆了。 這是一場噩夢,讓人無法相信自己的眼睛。
造船廠的主人是第乙個清醒過來的人,他倒吸了一口涼氣,既為遊輪的巨大損失感到難過,同時又為遊輪尚未投入運營而感到無比慶幸。 否則,如果遊輪滿載在海中破裂......對於乘客來說,可怕的後果將是難以想象的
為了查明事情的真相,美國組織專家小組馬不停蹄地前往造船廠,進行了徹底的調查。
最終調查顯示,該船的斷裂是由於生產過程中廣泛使用電焊代替鉚接工藝,焊接過程中的高溫反應產生了大量的氫原子。
過量的氫原子就像無處不在的幽靈一樣,滲透到金屬基體的每個角落,對其原本堅固的結構造成巨大破壞。 同時,氫原子也會導致金屬脹氣,變脆,隨時可能斷裂或突然變脆。
在這種情況下,即使遊輪沒有下水,沒有受到外力的影響,它仍然很容易破裂,所以文章開頭出現了可怕的一幕。 在科學界,這種奇怪的現象被稱為“氫脆”。
除造船業外,其他使用大量金屬焊接的製造業也將受到“氫脆”現象的威脅和挑戰。 而從目前的科技水平來看,一旦出現“氫脆”現象,就像是鋼體中遺留的隱疾,難以完成。 因此,我們必須未雨綢繆,加大對“氫脆”檢測的投入。
目前,有哪些科學方法可以有效檢測“氫脆”現象?
最常用的“氫脆”檢測方法主要有三種。 第一種方法是通過施加連續應力來檢測金屬夾具,專業人士稱之為預緊力試驗平行支撐面法。
這種方法主要是將待檢測的金屬夾具放入專用的測試夾具中,連續加壓至少48小時。 在這個過程中,金屬材料內部的氫原子被力擴散。
操作員需要每隔一段時間將金屬緊韌體再次擰緊到初始狀態。 同時,檢查並記錄氫原子擴散後是否發生過“氫脆”現象。
這種檢測方法有兩個明顯的優點,一是成本相對較低,二是操作簡單。 然而,這種方法也容易受到樣品材料、表面溫度、樣品完成時間等諸多因素的影響,可能導致靈敏度和準確度的偏差。
第二種方法是矽油檢測法,操作者將待測金屬樣品浸泡在高溫矽油中五分鐘以上,然後觀察樣品表面。
如果樣品表面有連續的氣泡,則發生了氫脆。 這種方法的缺點是矽油的溫度過高,有時會損壞金屬樣品。
最後一種方法是聲發射檢測。 聲發射技術廣泛用於金屬內部結構損傷的檢測,因此也可以應用於“氫脆”的檢測。
與上述兩種方法相比,聲發射檢測方法可以實現對金屬樣品的無損檢測,準確性和嚴謹性也更高。 但是,這種方法成本高,對專業要求一定,因此尚未得到充分普及。
各大工程企業可根據自身情況選擇合適的檢測方法。 同時,為了更好的防止氫脆的發生,在生產過程中需要注意的事項很多。
例如,在生產過程中,應將金屬材料充分乾燥,以除去其中的水分和雜質,以避免氫原子受到刺激而發生反應還可以在焊接過程中控制焊接引數和焊接順序,避免焊接應力過大和焊接溫度過高生產結束後,我們不應放鬆警惕,應定期檢查和維護金屬材料和製品,及時發現和處理異常現象。
總之,“氫脆”雖然非常可怕,但隨著工人的不斷嘗試和科學方法的不斷發展,它對人類造成的危害也在減少。 我們也衷心希望在不久的將來能有更完美的解決方案,徹底杜絕“氫脆”造成的災難和悲劇。