Vad är vätgasbrott?

Vätesprutning är en teknisk term som avser en kompromiss i draghållfastheten hos en gjuten metall eller legering på grund av en infiltration av gasformigt eller atomärt väte. Kort sagt reagerar vätemolekyler som upptar metallen på ett sätt som gör materialet sprött och benägna att spricka. Uppenbarligen uppvisar vätebritning betydande problem när det gäller att kunna lita på den strukturella integriteten hos broar, skyskrapor, flygplan, fartyg osv. I själva verket leder detta naturfenomen till ett tillstånd som kallas katastrofalt sprickbrott och är den direkta orsaken till många mekaniska katastrofer som har ägt rum på land såväl som i luften och havet.

Processen börjar med exponering för väte, vilket kan uppstå medan en metall genomgår vissa tillverkningsprocesser, till exempel galvanisering. Framgångsrik plätering förlitar sig på beredningen av metallen med ett surt bad innan den kan acceptera kromlager. Den elektricitet som används under "betning" och pläteringsprocessen initierar en reaktion som kallas hydrolys där vattenmolekyler bryts ned i positivt laddade vätejoner och negativt laddade hydroxidjoner.

Väte är också en biprodukt av frätande reaktioner, såsom rost. Vätenedbrytning kan också utlösas av de åtgärder som vidtagits för att förhindra det, om de används felaktigt. Exempelvis kan vätebritning ibland tillskrivas katodiskt skydd, vilket är avsett att öka korrosionsbeständigheten hos belagd metall genom att modifiera de vätekänsliga komponenterna i materialet. Detta åstadkommes genom att införa en motström för att orsaka ”offret” av metalliska anoder som har en lägre korrosionspotential än själva metallen. I själva verket blir materialet polariserat.

När väte är närvarande börjar emellertid enstaka atomer sprida sig över metallen och ackumuleras i små utrymmen i dess mikrostruktur, där de sedan grupperas om till vätemolekyler. Det absorberade väte, nu fångat, börjar söka fly. Det gör det genom att skapa inre tryck, som tillåter väte att dyka upp i blåsor som så småningom spricker metallens yta. För att motverka denna process måste metallen bakas inom en timme eller mindre efter elektroplätering för att låta det instängda väte komma ut från pläteringsskikten utan att skapa sprickor eller spänningspunkter.

Väte kan invadera de flesta metaller, men vissa metaller och legeringar är kända för att vara mer mottagliga för vätebritning, nämligen magnetiskt stål, titan och nickel. Däremot påverkas koppar, aluminium och rostfritt stål minst. Emellertid kan stål och syreinnehållande koppar bli sårbara för försprödning om de utsätts för väteexponering under hög värme eller tryck. Respektivt påverkas dessa material av väteangrepp eller ångembritning genererad av reaktioner mellan hydratiserade molekyler och kol- eller kopparoxider.