Η βασική διαφορά μεταξύ της ευθραυστότητας υδρογόνου και της διάβρωσης λόγω τάσης είναι ότι η ευθραυστότητα του υδρογόνου οφείλεται στη διάβρωση που προκαλείται από οξέα όπως το υγρό υδρόθειο και το υδροφθορικό οξύ, ενώ η ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω τάσης οφείλεται στην επίδραση της εφελκυστικής τάσης και ενός διαβρωτικού περιβάλλον.
Η ευθραυστότητα του υδρογόνου είναι επίσης γνωστή ως πυρόλυση υποβοηθούμενη από υδρογόνο ή πυρόλυση που προκαλείται από υδρογόνο. Αυτή η διαδικασία είναι πολύ σημαντική στα κράματα καθώς και στα καθαρά μέταλλα. Ωστόσο, η διάβρωση λόγω καταπόνησης εφαρμόζεται μόνο για κράματα, όχι για καθαρά μέταλλα.
Τι είναι η ευθραυστότητα υδρογόνου;
Η ευθραυστότητα του υδρογόνου είναι η μείωση της ολκιμότητας ενός μετάλλου λόγω του απορροφούμενου υδρογόνου. Είναι επίσης γνωστό ως πυρόλυση υποβοηθούμενη από υδρογόνο ή πυρόλυση που προκαλείται από υδρογόνο. Τα άτομα υδρογόνου είναι πολύ μικρά. Επομένως, αυτά τα άτομα μπορούν να διαπεράσουν στερεά μέταλλα. Όταν απορροφάται, το υδρογόνο μπορεί να μειώσει την τάση που απαιτείται για να σχηματιστούν ρωγμές στο μέταλλο, με αποτέλεσμα την ευθραυστότητα. Επιπλέον, η ευθραυστότητα του υδρογόνου λαμβάνει χώρα κυρίως στον χάλυβα, τον σίδηρο, το νικέλιο, το τιτάνιο, το κοβάλτιο και τα κράματα αυτών των μετάλλων. Επιπλέον, ο χαλκός, το αλουμίνιο και ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι μέταλλα που είναι ευαίσθητα στην ευθραυστότητα του υδρογόνου.
Σημαντικά στοιχεία για τη φύση της ευθραυστότητας του υδρογόνου είναι γνωστά από τον 19ο αιώνα. Μπορεί να μεγιστοποιηθεί σε μια θερμοκρασία που είναι περίπου θερμοκρασία δωματίου σε χάλυβα και τα περισσότερα μέταλλα είναι σχετικά ανοσία στη διαδικασία ευθραυστότητας του υδρογόνου σε θερμοκρασία που είναι πάνω από 150 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η διαδικασία απαιτεί επίσης την παρουσία τόσο ατομικού υδρογόνου όσο και μηχανικής καταπόνησης για την πρόκληση ανάπτυξης ρωγμών. Ωστόσο, αυτή η καταπόνηση μπορεί να εφαρμοστεί ή υπολειπόμενη. Γενικά, τα υλικά υψηλότερης αντοχής είναι πολύ ευαίσθητα στην ευθραυστότητα του υδρογόνου. Επιπλέον, μπορεί να αυξηθεί με χαμηλότερο ρυθμό καταπόνησης.
Η ευθραυστότητα υδρογόνου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει έναν αριθμό διαφορετικών μικρομηχανισμών που συμβάλλουν, αλλά όλες αυτές οι διαδικασίες δεν απαιτούνται ταυτόχρονα. Ο μηχανισμός της ευθραυστότητας του υδρογόνου περιλαμβάνει το σχηματισμό εύθραυστων υδριδίων, τη δημιουργία κενών που οδηγούν σε φυσαλίδες υψηλής πίεσης, ενισχυμένη αποσυνοχή στις εσωτερικές επιφάνειες και εντοπισμένη πλαστικότητα στις άκρες ρωγμών που μπορούν να βοηθήσουν στη διάδοση των ρωγμών.
Τι είναι το Stress Corrosion Cracking;
Η διάβρωση λόγω καταπόνησης περιλαμβάνει την ανάπτυξη σχηματισμού ρωγμών σε διαβρωτικό περιβάλλον. Αυτός ο τύπος ρωγμών μπορεί να οδηγήσει σε απροσδόκητη και ξαφνική αστοχία κανονικά όλκιμων μεταλλικών κραμάτων που υπόκεινται σε τάση εφελκυσμού. Αυτό μπορεί να συμβεί ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες.
Επιπλέον, η διάβρωση λόγω καταπόνησης είναι εξαιρετικά χημικά ειδική, καθώς ορισμένα κράματα μπορούν να υποστούν διάβρωση λόγω καταπόνησης μόνο κατά την έκθεση σε μικρό αριθμό χημικών περιβαλλόντων. Αυτό το χημικό περιβάλλον που προκαλεί ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης για ένα συγκεκριμένο κράμα είναι συχνά ένα που είναι ελαφρώς διαβρωτικό για το μέταλλο. Τα μεταλλικά μέρη που υφίστανται σοβαρή διάβρωση λόγω καταπόνησης μπορεί να φαίνονται φωτεινά και λαμπερά. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι γεμάτα με μικροσκοπικές ρωγμές. Αυτό μπορεί να καταστήσει δύσκολο τον εντοπισμό ρωγμών από διάβρωση λόγω καταπόνησης.
Η διάβρωση λόγω καταπόνησης επηρεάζει κυρίως τα μέταλλα και τα μεταλλικά κράματα. Η ρηγμάτωση της περιβαλλοντικής καταπόνησης είναι ένα συγκρίσιμο αποτέλεσμα που επηρεάζει επίσης άλλα υλικά, συμπεριλαμβανομένων των πολυμερών, των κεραμικών και του γυαλιού.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ευθραυστότητας υδρογόνου και της διάβρωσης λόγω καταπόνησης;
Η ευθραυστότητα του υδρογόνου και η διάβρωση λόγω καταπόνησης είναι δύο σημαντικές βιομηχανικές διεργασίες. Η βασική διαφορά μεταξύ της ευθραυστότητας του υδρογόνου και της διάβρωσης λόγω τάσης είναι ότι η ευθραυστότητα του υδρογόνου οφείλεται στη διάβρωση από οξέα όπως το υγρό υδρόθειο και το υδροφθορικό οξύ, ενώ η ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω τάσης οφείλεται στην επίδραση της εφελκυστικής τάσης και ενός διαβρωτικού περιβάλλοντος.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ της ευθραυστότητας του υδρογόνου και της διάβρωσης λόγω καταπόνησης σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Ευθραυστότητα υδρογόνου έναντι ρωγμής λόγω διάβρωσης καταπόνησης
Η ευθραυστότητα του υδρογόνου είναι η μείωση της ολκιμότητας ενός μετάλλου λόγω του απορροφούμενου υδρογόνου, ενώ η διάβρωση λόγω καταπόνησης είναι η ανάπτυξη του σχηματισμού ρωγμών σε ένα διαβρωτικό περιβάλλον. Η βασική διαφορά μεταξύ της ευθραυστότητας του υδρογόνου και της διάβρωσης λόγω τάσης είναι ότι η ευθραυστότητα του υδρογόνου οφείλεται στη διάβρωση που προκαλείται από οξέα όπως το υγρό υδρόθειο και το υδροφθορικό οξύ, ενώ η ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω τάσης οφείλεται στην επίδραση της εφελκυστικής τάσης και ενός διαβρωτικού περιβάλλοντος.
