Co to jest braki wodoru?

Kruchość wodoru jest terminem inżynieryjnym, który odnosi się do kompromisu w wytrzymałości na rozciąganie uformowanego metalu lub stopu w wyniku infiltracji gazowego lub atomowego wodoru. Krótko mówiąc, cząsteczki wodoru zajmujące metal reagują w sposób, który sprawia, że ​​materiał jest kruchy i podatny na pękanie. Oczywiście kruchość wodorowa stwarza poważne problemy w zakresie polegania na strukturalnej integralności mostów, drapaczy chmur, samolotów, statków itp. W rzeczywistości to zjawisko naturalne prowadzi do stanu zwanego katastrofalną awarią pęknięcia i jest bezpośrednią przyczyną wiele katastrof mechanicznych, które miały miejsce na lądzie, a także w powietrzu i na morzu.

Proces rozpoczyna się od wystawienia na działanie wodoru, który może wystąpić, gdy metal przechodzi pewne procesy produkcyjne, takie jak galwanizacja. Pomyślne powlekanie polega na przygotowaniu metalu w kąpieli kwasowej, zanim będzie on mógł przyjmować warstwy chromu. Elektryczność wykorzystywana podczas procesu „trawienia” i powlekania galwanicznego inicjuje reakcję zwaną hydrolizą, w której cząsteczki wody są rozkładane na dodatnio naładowane jony wodoru i ujemnie naładowane aniony wodorotlenkowe.

Wodór jest również produktem ubocznym reakcji korozyjnych, takich jak rdzewienie. Rozkład wodoru może być również wywołany przez środki podjęte w celu jego zapobiegania, jeżeli jest niewłaściwie zastosowany. Na przykład kruchość wodorową można czasem przypisać ochronie katodowej, która ma na celu zwiększenie odporności na korozję powleczonego metalu poprzez modyfikację wrażliwych na wodór składników materiału. Odbywa się to poprzez wprowadzenie prądu przeciwnego, aby spowodować „poświęcenie” anod metalicznych, które mają niższy potencjał korozyjny niż sam metal. W efekcie materiał ulega polaryzacji.

Gdy jednak wodór jest obecny, pojedyncze atomy zaczynają rozpraszać się w metalu i gromadzą się w maleńkich przestrzeniach w jego mikrostrukturze, gdzie następnie przegrupowują się, tworząc cząsteczki wodoru. Zaabsorbowany wodór, teraz uwięziony, zaczyna szukać ucieczki. Robi to poprzez wytworzenie wewnętrznego ciśnienia, które pozwala wodórowi pojawiać się w pęcherzach, które ostatecznie pękają na powierzchni metalu. Aby przeciwdziałać temu procesowi, metal musi zostać upieczony w ciągu godziny lub mniej po galwanizacji, aby uwięziony wodór mógł uciec z warstw galwanicznych bez tworzenia pęknięć lub punktów naprężenia.

Podczas gdy wodór może atakować większość metali, niektóre metale i stopy są bardziej podatne na kruchość wodorową, a mianowicie stal magnetyczną, tytan i nikiel. Natomiast miedź, aluminium i stal nierdzewna są najmniej narażone na uderzenia. Jednak stal i miedź zawierająca tlen mogą stać się podatne na kruchość, jeśli zostaną poddane działaniu wodoru pod wpływem wysokiej temperatury lub ciśnienia. Odpowiednio na te materiały wpływa atak wodoru lub kruchość pary wodnej powstające w wyniku reakcji między uwodnionymi cząsteczkami i tlenkami węgla lub miedzi.