Procesele distructive care apar în metale sub influența hidrogenului sulfurat, complică în mod semnificativ funcționarea pieselor, ansamblurilor și mecanismelor realizate din diferite tipuri de oțel. Fisurarea hidrogenului sulfurat este observată în funcționarea elementelor metalice la o concentrație crescută, facilitează pătrunderea atomilor săi în rețeaua cristalină a aliajelor pe bază de fier de înaltă rezistență, chiar stresate. Accidentele cauzate de fisurarea hidrogenului rămân o problemă gravă, de exemplu, în exploatarea conductelor de gaze.
Tipuri de fisurare cu hidrogen a oțelurilor
Experții recunosc două tipuri de fisurare a oțelurilor de către hidrogen.
- Fracturi care apar ca urmare a unei tensiuni externe sau reziduale de tracțiune. Astfel de fisuri apar și se dezvoltă perpendicular pe vectorul tensiunii active. Definiția acestui fenomen este „fisurarea prin coroziune cu sulfuri sub tensiune” și este adesea menționată prin abrevierea SCRN.
- Se formează fisuri și bule a căror direcție coincide cu vectorul stabilit în timpul laminării oțelului și care apar chiar și în absența oricăror tensiuni externe. Acest fenomen este denumit „fisurare în trepte indusă de hidrogen”.
Aceste defecte apar în principal în aliajele cu limite de curgere de 147-600MPa și rezistențe de 300-800MPa. Atunci când se aplică o tensiune externă, microfisurile interne longitudinale se unesc într-o fisură principală orientată perpendicular pe sarcina de tracțiune.
Atunci când se analizează defecțiunile rezultate în unitățile și mecanismele echipamentelor care funcționează în medii agresive cu hidrogen sulfurat, metalul este supus delaminării, fisurării și îmbinărilor sudate. De asemenea, rezistența la fisurare este redusă în prezența fazei de apă în proces, adică trebuie să se înțeleagă că există o varietate de procese de interacțiune a hidrogenului care determină modificări ale microstructurii metalului, precum și tipul și comportamentul de distrugere.
Mecanismul de fisurare
Pătrunderea hidrogenului în aliajul dur are loc adesea în timpul tratamentului termic sau al sudării pieselor, în timpul galvanizării, în timpul coroziunii active și al decapării. O explicație pentru fragilitatea crescută a oțelului este reprezentată de schimbările de recombinare care transformă hidrogenul atomic în hidrogen molecular în locurile de dislocare și nanopori. Acest lucru este însoțit de o creștere bruscă a presiunii, care provoacă nuclearea suplimentară a defectelor sub formă de fisuri.
Fragilizarea metalului, spre deosebire de fisurare, este un proces reversibil — recoacerea este utilizată pentru a elimina hidrogenul și metalul. Problema este parțial rezolvată prin utilizarea de aliaje cu rezistență sporită la distrugerea hidrogenului sulfurat în medii agresive. De asemenea, există tehnologii de prelucrare a metalelor, care permit utilizarea unor moduri optime de sudare, tratament post-sudare, îndepărtarea tensiunilor reziduale.
