filebar
Методические пособия по сварочным работам

Определение содержания растворенного водорода

Методика анализа. Для определения содержания водорода растворенного в металле швов, приняты цилиндрические образцы, выточенные из центральной части шва по технологии. Образцы вырезают и обрабатывают одним резцом, тщательно обезжиренным в двухкратно перегнанном четыреххлористом углероде, без применения охлаждающей жидности при одинаковых режимах резания. От момента изготовления до момента загрузки в установку для анализа образцы хранят в стеклянных боксах, заполненных двухкратно перегнанным четырех- хлористым углеродом.

Для уменьшения влияния поверхностных газов на результаты анализа образцы перед сбрасыванием в колбу для экстракции выдерживают в загрузочной камере установки в вакууме при температуре 300° С, при этих температурах не наблюдается потерь растворенного водорода и практически исключается влияние «поверхностного» водорода на результаты анализа.

При такой методике анализа можно применять образцы различного диаметра (5—8 мм) с разным соотношением между объемом и поверхностью, что очень важно для рассматриваемого случая определения водорода в швах, имеющих различное сечение. Вследствие небольшого объема металла сварочной ванны и перемешивания его под действием дуги концентрацию растворенного водорода в различных точках сечения шва можно принять постоянной.

Поэтому при экстракции водорода из цилиндрического образца, выточенного из центральной наиболее плотной части шва, без расплавления экстрагированный водород можно рассматривать как водород, находящийся в металле шва в растворенном состоянии.

Влияние замкнутых пор в образце на результаты анализа.

До настоящего времени нет единого мнения о результатах определения водорода вакуумной экстракцией из твердого металла в случае, если в металле образца имеются изолированные поры. Ряд исследователей считает, что в этом случае определяется не только растворенный водород, но и молекулярный водород, содержащийся в порах.

С нашей точки зрения, молекулярный водород, заключенный в изолированных микронесплошностях, из-за недостатка времени экстракции сохраняется в металле. Поэтому данные, полученные при экстракции водорода из твердого металла, содержащего замкнутые поры, характеризуют только содержание водорода в растворе. Основанием для такого утверждения может служить приведенный ниже анализ явлений, протекающих при экстракции водорода из цилиндрического образца алюминия, имеющего пору, заполненную водородом до давления при нормальной температуре. При нагреве образца в процессе экстракции до температуры 630° С давление водорода в поре возрастает примерно в 3 раза и становится близким к 3 am.

Равновесное давление водорода в поре при концентрации растворенного в металле водорода 0,3 см3/100 г намного выше: Поэтому на начальных этапах экстракции должна происходить диффузия водорода из раствора в пору, сопровождающаяся повышением в ней давления водорода. В процессе дальнейшей экстракции вследствие частичной диффузии растворенного водорода в пору и удаления части водорода из образца должно наступить равновесие между давлением водорода в поре и концентрацией растворенного водорода в окружающих ее объемах металла. С этого момента наряду с диффузией водорода из раствора начинается диффузия водорода из поры, основанная на стремлении к равновесию между давлением молекулярного водорода в поре и концентрацией водорода, растворенного в металле.

Яндекс.Метрика