Co to jest kruchość wodoru?

Zakrywanie wodoru to termin inżynierski, który odnosi się do kompromisu w wytrzymałości na rozciąganie formowanego metalu lub stopu z powodu infiltracji wodoru gazowego lub atomowego.Krótko mówiąc, cząsteczki wodoru zajmujące metal reagują w sposób, który sprawia, że materiał jest krucha i podatna na pękanie.Oczywiście kruchość wodoru stanowi znaczące problemy w zakresie możliwości polegania na integralności strukturalnej mostów, drapaczy drapaczy, samolotów, statków itp. W rzeczywistości to naturalne zjawisko prowadzi do stanu znanego jako katastroficzna niewydolność złamania i jest bezpośrednimprzyczyna wielu katastrof mechanicznych, które miały miejsce na lądzie, a także w powietrzu i morzu.

Proces rozpoczyna się od ekspozycji na wodór, co może wystąpić, podczas gdy metal przechodzi pewne procesy produkcyjne, takie jak galwaniczne.Udane poszycie opiera się na przygotowaniu metalu za pomocą kąpieli kwasowej, zanim będzie mogła zaakceptować warstwy chromu.Energia elektryczna stosowana podczas „marynowania” i procesu posiłku inicjuje reakcję zwaną hydrolizą , w której cząsteczki wody są podzielone na dodatnio naładowane jony wodoru i ujemnie naładowane aniony wodorotlenkowe.

Wodór jest również produktem ubocznym reakcji korozyjnych, takich jak rdzewieństwo.Rozkład wodoru może być również wywołany przez same środki podjęte w celu jej zapobiegania, jeśli są niewłaściwie zastosowane.Na przykład kruchość wodoru można czasem przypisać ochronie katodowej, która ma na celu zwiększenie odporności na korozję powlekanego metalu poprzez modyfikację składników wodorowych materiału.Odbywa się to poprzez wprowadzenie prądu przeciwnego, aby spowodować „poświęcenie” metalicznych anod, które mają niższy potencjał korozji niż sam metal.W efekcie materiał staje się spolaryzowany.

Po obecności wodoru pojedyncze atomy zaczynają rozpraszać się w całym metalu i gromadzą się w małych przestrzeniach w jego mikrostrukturze, gdzie następnie przegrupują się w tworzeniu cząsteczek wodoru.Pochłonięty wodór, teraz uwięziony, zaczyna szukać ucieczki.Robi to, tworząc ciśnienie wewnętrzne, które pozwala pojawić się wodoru w pęcherze, które ostatecznie pękają powierzchnię metalu.Aby przeciwdziałać temu procesowi, metal musi zostać upieczony w ciągu godziny lub mniej po galwanizacji, aby umożliwić uwięzionemu wodoru na ucieczkę od warstw poszycia bez tworzenia pęknięć lub punktów naprężenia.

Podczas gdy wodór może atakować większość metali, niektóre metale i stopy są znanebyć bardziej podatnym na kruchość wodoru, a mianowicie stal magnetyczną, tytan i nikiel.W przeciwieństwie do miedzi, aluminium i stali nierdzewnej są najmniej dotknięte.Jednak miedź stalowa i zawierająca tlen może stać się podatna na kruchość, jeśli jest poddana ekspozycji na wodór pod dużym ciepłem lub ciśnieniem.Odpowiednio na te materiały mają wpływ atak wodoru lub kruchość parową wytwarzane przez reakcje między uwodnionymi cząsteczkami a tlenkami węgla lub miedzi.