filebar
Методические пособия по сварочным работам

Анализируемый металл и концентрация водорода в нем

Допустим, что в анализируемом металле содержится концентрация водорода. При понижении внешнего давления в котле установки растворимость водорода в расплаве уменьшится и в какой-то момент станет равной концентрации растворенного в металле водорода. Для образования пузырьков необходимо дополнительно понизить давление водорода до некоторой величины с тем, чтобы из-за дальнейшего понижения растворимости часть растворенного водорода могла бы выделиться в виде пузырьков. Если расчет вести на 100 г металла, то объем водорода, перешедшего из раствора в пузырьки при понижении давления в котле до величины рвн, окажется равным. Если в металле имеется N взвесей в виде частиц окислов, то соответственно образуется N пузырьков, при этом объем каждого из них с учетом теплового расширения газа окажется равным.

Зная объем пузырька, можно определить его радиус: Если учесть расширение газа при давлении рвн, то окончательно размер радиуса пузырька можно записать следующим образом. Из уравнения следует, что метод определения водорода по первому пузырьку предусматривает некоторое занижение результатов анализа за счет дополнительного уменьшения давления по сравнению с равновесным, поскольку для получения пузырька конечного радиуса разность должна быть больше нуля.

Если анализ ведется при температуре 700° С, то величина оказывается равной 0,92 сж3/100 г. В окончательном виде уравнение для определения размеров радиуса пузырьков при температуре 700° С. Если предположить, что пузырьки формируются в поверхностном слое металла, то фактором, лимитирующим точность анализа, будет не столько время всплывания пузырьков, сколько их радиус или размеры, обеспечивающие возможность прорыва пленки или ее вздутие и позволяющие визуально зафиксировать момент выхода пузырьков на поверхность через пленку. Величина радиуса пузырька зависит от засоренности расплава окислами или числа частиц N окиси в 100 г металла и величины давления в котле, которая определяется концентрацией растворенного в металле водорода и разностью.

При применяемой конструкции установок достаточно четко можно зафиксировать выход на поверхность пузырька радиусом около 0,1 мм. При заданном числе взвесей в расплаве пузырек такого размера может быть получен за счет уменьшения разности , т. е. увеличения и снижения точности анализа, поскольку величина ? характеризует степень уменьшения давления в котле установки по сравнению с равновесным.

По результатам ориентировочных расчетов при содержании в анализируемом металле 0,56 сж3/100 г водорода обеспечивается достаточно высокая точность анализа с ошибкой в сторону уменьшения не более 0,05см3/100г металла или (10% содержания водорода в металле) при наличии в нем взвесей, не смачиваемых расплавом, в количестве не более металла. С увеличением числа взвесей до ошибка возрастает до 0,1 см3/100 г, т. е. до 20% содержания водорода в расплаве. Ошибка анализа возрастает до 0,4 см3/100 г и более, т. е. приближается к 70% общего содержания водорода в расплаве.

Яндекс.Метрика