میرین ایپلی کیشنز میں الیکٹرولائٹک یا کیتھوڈک پروٹیکشن سروس کے دوران 316 سٹینلیس سٹیل شیتھ کی دیوار کی موٹائی ہائیڈروجن کے بھرنے کے خطرے کو کیسے متاثر کرتی ہے؟

ایسے ماحول میں الیکٹرک وسرجن ہیٹر لگانے والے میرین اور آف شور انجینئرز کے لیے جہاں کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹم فعال ہیں-جیسے کہ جہاز کے ہول، آف شور پلیٹ فارمز، اور سمندری پانی کے انٹیک ڈھانچے-اکثر-نظر انداز کیے جانے والے ناکامی کا طریقہ کار 316 اسٹیلتھ شیٹ کے ہائیڈروجن کندہ کاری ہے۔ کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹم، خواہ قربانی کے انوڈز ہوں یا متاثر شدہ کرنٹ، تحفظ کے رد عمل کے ضمنی پروڈکٹ کے طور پر دھات کی سطح پر ایٹم ہائیڈروجن پیدا کرتے ہیں۔ یہ ہائیڈروجن 316 جالیوں میں پھیل سکتا ہے، اناج کی حدود اور شمولیت پر جمع ہوتا ہے، جہاں یہ لچک کو کم کرتا ہے اور تناؤ کے دباؤ میں کریکنگ کو فروغ دیتا ہے۔ میان کی دیوار کی موٹائی ہائیڈروجن کے ارتکاز کے میلان اور ہائیڈروجن کے اندرونی سطح تک پہنچنے کے لیے درکار وقت دونوں کا تعین کرتی ہے۔ یہ مضمون 316 میان کی دیوار کی موٹائی اور ہائیڈروجن کی خرابی کے خطرے کے درمیان تعلق کا اندازہ لگاتا ہے، جو کیتھوڈیکل طور پر محفوظ سمندری ماحول میں کام کرنے والے ہیٹروں کے لیے انتخابی رہنما خطوط فراہم کرتا ہے۔

316 سٹینلیس سٹیل میں ہائیڈروجن کے داخلے اور جھنجھٹ کا طریقہ کار

جب ایک کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹم 316 سٹینلیس سٹیل کی سطح کو ماحول کی نسبت منفی پوٹینشل پر پولرائز کرتا ہے، تو پانی کی کمی ایٹم ہائیڈروجن پیدا کرتی ہے: H₂O + e⁻ → H + OH⁻۔ یہ ایٹم ہائیڈروجن یا تو دوبارہ ملا کر سالماتی ہائیڈروجن گیس بنا سکتا ہے یا دھات کی سطح پر جذب کر کے جالی میں پھیل سکتا ہے۔ Austenitic سٹینلیس سٹیل میں ہائیڈروجن کے پھیلاؤ کی شرح فیریٹک اسٹیلز کے مقابلے نسبتاً سست ہے ایک بار جالی کے اندر، ہائیڈروجن ایٹم ہائی ٹرائیکسیل تناؤ والے علاقوں میں الگ ہو جاتے ہیں، جیسے تھکاوٹ کے بڑھتے ہوئے شگاف کا شگاف یا گڑھے کے نیچے تناؤ والا علاقہ۔ ان جگہوں پر، ہائیڈروجن دھاتی بانڈز کی مربوط طاقت کو کم کرتا ہے، جو مواد کی عام پیداواری طاقت سے بہت کم دباؤ پر ٹوٹنے والے فریکچر کو فروغ دیتا ہے۔ 316 سٹینلیس سٹیل کے لیے، 20 ڈگری اور 100 ڈگری کے درمیان درجہ حرارت پر ہائیڈروجن کی خرابی سب سے زیادہ شدید ہوتی ہے، جس کی حساسیت 50-80 ڈگری کے لگ بھگ ہوتی ہے۔ 150 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت پر، ہائیڈروجن پھنسنے والی جگہوں سے بچنے کے لیے کافی متحرک ہو جاتا ہے، جس سے شکنجے کا خطرہ کم ہوتا ہے۔ بلند سطح کے درجہ حرارت پر کام کرنے والی ہیٹر شیتھوں کے لیے، اگر دھات کا درجہ حرارت تقریباً 120 ڈگری سے زیادہ ہو تو خطرہ خود-محدود ہو سکتا ہے۔

کس طرح دیوار کی موٹائی ہائیڈروجن کے ارتکاز کو تبدیل کرتی ہے اور اس میں جھنجھلاہٹ کا خطرہ

میان میں ہائیڈروجن کا بہاؤ بیرونی سطح پر ہائیڈروجن کے ارتکاز سے چلتا ہے، جس کا تعین کیتھوڈک تحفظ کی صلاحیت اور ماحولیاتی حالات سے ہوتا ہے۔ دی گئی ہائیڈروجن سطح کے ارتکاز کے لیے، میان کی اندرونی سطح پر مستحکم-ریاست ہائیڈروجن کا ارتکاز دیوار کی موٹائی میں اضافے کے ساتھ تیزی سے کم ہو جاتا ہے۔ ہائیڈروجن ارتکاز کا پروفائل Fick کے پھیلاؤ کے دوسرے قانون کی پیروی کرتا ہے۔ 1.0 ملی میٹر سے نیچے کی ایک پتلی-دیواری میان کے لیے، ہائیڈروجن پوری دیوار کی موٹائی میں ہفتوں سے مہینوں کے اندر پھیل سکتا ہے، اندرونی سطح تک پہنچ سکتا ہے جہاں MgO موصلیت اور مزاحمتی تار رہتا ہے۔ اندرونی سطح پر، ہائیڈروجن داغدار ہونے کا سبب بن سکتا ہے اگر تناؤ کے دباؤ موجود ہوں-کیونکہ وہ کمپیکٹ شدہ MgO اور تھرمل توسیع سے ہیں۔ 1.8 ملی میٹر سے زیادہ موٹی دیوار والی میان کے لیے، اندرونی سطح پر ہائیڈروجن کا ارتکاز برسوں تک صفر کے قریب رہتا ہے کیونکہ پھیلاؤ کا وقت موٹائی کے مربع کے ساتھ ہوتا ہے۔ دیوار کی موٹائی کو 1.0 ملی میٹر سے 2.0 ملی میٹر تک دوگنا کرنا ہائیڈروجن کو اندرونی سطح تک پہنچنے کے لیے درکار وقت کو چار گنا کر دیتا ہے۔ 316 جھلیوں پر تجرباتی ہائیڈروجن پارمیشن پیمائش سے پتہ چلتا ہے کہ 60 ڈگری پر کیتھوڈک پولرائزیشن کے ساتھ -1.0 V بمقابلہ Ag/AgCl، ایک 1.0 ملی میٹر دیوار تقریباً 90 دنوں کے بعد مستحکم حالت کی اندرونی سطح کے ارتکاز کے 50% تک پہنچ جاتی ہے۔ 1.6 ملی میٹر دیوار کے لیے 230 دن درکار ہوتے ہیں۔ 2.0 ملی میٹر دیوار کے لیے 360 دن درکار ہوتے ہیں۔ 2.5 ملی میٹر کی دیوار کے لیے 560 دن سے زیادہ وقت درکار ہوتا ہے۔ موٹی دیواریں ہائیڈروجن کی آمد میں خاصی تاخیر کا باعث بنتی ہیں، جس سے ہیٹر کو لمبے عرصے تک کام کرنے کی اجازت ملتی ہے، اس سے پہلے کہ خرابی کے حالات پیدا ہوں۔

ہائیڈروجن ایمبرٹلمنٹ مزاحمت کے لیے تھریشولڈ دیوار کی موٹائی

کیتھوڈک طور پر محفوظ سمندری ڈھانچے سے پھیلاؤ کے حساب اور فیلڈ کے تجربے کی بنیاد پر، کم از کم 316 میان کی دیوار کی موٹائی 1.6 ملی میٹر کی سفارش کی جاتی ہے ایسے ماحول میں کام کرنے والے ہیٹر کے لیے جہاں کیتھوڈک تحفظ فعال ہو۔ 1.6 ملی میٹر سے نیچے، ہائیڈروجن عام سمندری درجہ حرارت پر ایک سال کے اندر اندر کی سطح تک پہنچ جاتی ہے، جس سے اندرونی دیوار میں جہاں تناؤ کے بقایا تناؤ موجود ہوتے ہیں، ان میں شگاف پڑنے کا خطرہ پیدا ہوتا ہے۔ 2.0 ملی میٹر سے اوپر، پھیلاؤ کی تاخیر دو سال سے زیادہ ہوتی ہے، کافی حفاظتی مارجن فراہم کرتا ہے۔ تاہم، موٹی دیواروں کے تھرمل جرمانہ-سطح کے اونچے درجہ حرارت اور گرمی کی منتقلی میں کمی- پر غور کیا جانا چاہیے۔ ایپلی کیشنز کے لیے جہاں کیتھوڈک تحفظ موجود ہے لیکن ہیٹر وقفے وقفے سے چل رہا ہے یا 120 ڈگری سے زیادہ سطح کے درجہ حرارت پر، پتلی دیواریں قابل قبول ہو سکتی ہیں کیونکہ زیادہ درجہ حرارت ہائیڈروجن کی افزائش کو بڑھاتا ہے لیکن اس کے ساتھ ساتھ رگڑنے کی حساسیت کو بھی کم کرتا ہے۔ درج ذیل جدول کیتھوڈک تحفظ کی قسم، آپریٹنگ درجہ حرارت، اور متوقع سروس لائف کی بنیاد پر دیوار کی موٹائی کی سفارشات فراہم کرتا ہے۔

-1.0 V بمقابلہ Ag/AgCl سے زیادہ منفی پوٹینشل پر کام کرنے والے متاثر موجودہ کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹمز کے لیے، ہائیڈروجن جنریشن کی شرح کافی ہے۔ ایسے ماحول میں، دیوار کی موٹائی سے قطع نظر عام طور پر 316 سٹینلیس سٹیل کی سفارش نہیں کی جاتی ہے۔ کم ہائیڈروجن کی تفریق کے ساتھ مرکب دھاتیں جو کہ الائے 625 یا ٹائٹینیم کے خلاف زیادہ مزاحمت رکھتی ہیں۔ ٹائٹینیم، خاص طور پر، ایک ہائیڈرائڈ پرت بناتا ہے جو دراصل ہائیڈروجن کے مزید اندراج کو روکتا ہے، خود کو محدود کرنے والا تحفظ فراہم کرتا ہے۔

ہائیڈروجن ایمبرٹلمنٹ کے خطرے کو کم کرنے کے لیے ڈیزائن میں تبدیلیاں

جب 316 میان کو کیتھوڈلی طور پر محفوظ سمندری ماحول میں استعمال کیا جانا چاہیے اور تھرمل رکاوٹوں کی وجہ سے دیوار کی موٹائی کو 1.6 ملی میٹر سے زیادہ نہیں بڑھایا جا سکتا ہے، تو ڈیزائن میں تین تبدیلیاں ہائیڈروجن کی خرابی کے خطرے کو کم کر سکتی ہیں۔ سب سے پہلے میان کی بیرونی سطح پر بیریئر کوٹنگ لگانا ہے۔ epoxy، polyurethane، یا fluoropolymer کی ایک گھنی، خرابی-مفت کوٹنگ ہائیڈروجن کے اندراج کو 10 سے 100 کے عنصر تک کم کر سکتی ہے، مؤثر طریقے سے پھیلاؤ کے وقت کو اس طرح بڑھا سکتی ہے جیسے دیوار زیادہ موٹی ہو۔ کوٹنگ کو پن ہول-سے پاک اور سمندری بائیو فولنگ کے خلاف مزاحم ہونا چاہیے۔ دوسری ترمیم جب بھی ممکن ہو 120 ڈگری سے زیادہ سطح کے درجہ حرارت پر ہیٹر کو چلانا ہے۔ ان درجہ حرارت پر، ہائیڈروجن کو پھنسنے والی جگہوں سے تیزی سے خارج کیا جاتا ہے، اور جھنجھٹ کی حساسیت ڈرامائی طور پر کم ہو جاتی ہے۔ ایک ہیٹر جو روزانہ زیادہ درجہ حرارت پر چکر لگاتا ہے وہ کبھی بھی کریکنگ کا سبب بننے کے لیے کافی ہائیڈروجن جمع نہیں کر سکتا ہے۔ تیسری ترمیم ہیٹر کو کیتھوڈیکل طور پر محفوظ ڈھانچے سے برقی طور پر الگ کرنا ہے۔ غیر{15}}میٹالک ماؤنٹنگ فلینجز یا انسولیٹنگ گاسکیٹ کا استعمال کیتھوڈک تحفظ کی صلاحیت کو میان پر لاگو ہونے سے روکتا ہے۔ ہیٹر اب بھی گالوانک اثرات سے کچھ ہائیڈروجن جنریشن کا تجربہ کر سکتا ہے، لیکن ڈرائیونگ فورس بہت کم ہے۔ انجینئرز کو کسی بھی ایپلی کیشن کے لیے 316 میانوں کی وضاحت کرنے سے پہلے سنکنرن کے ماہرین سے مشورہ کرنا چاہیے جہاں متاثر موجودہ کیتھوڈک تحفظ موجود ہو۔ ہائیڈروجن کی خرابی کی ناکامی کے نتائج-کم سے کم پیشگی اخترتی کے ساتھ اچانک ٹوٹنے والے کریکنگ-دباؤ والے نظاموں میں تباہ کن ہو سکتے ہیں۔ اہم ایپلی کیشنز کے لیے، ہائیڈروجن-مزاحم مرکب کی اضافی قیمت ایک سمجھدار سرمایہ کاری ہے۔