تردی هیدروژنی (Hydrogen Embrittlement)

تردی هیدروژنی

Hydrogen Embrittlement

چکیده

کاربرد‌های زیادی از فلزات در سازه‌ها وجود دارد که در آنها استحکام تسلیم شدن فلز از اهمیت خاصی برخوردار است. به عنوان مثال ، بخش عمده‌ی سازه‌های تولید نفت در محیط‌های دریایی از ساختاری تشکیل شده است که باید بتواند در برابر نیرو‌ی وارد شده از امواج مقاومت کند و البته با یک تناسب نسبتاً کوچک ، تجهیزات بالایی هستند که نقش اصلی را در فرایند نفتی بازی می‌کنند. اگر استحکام مواد مورد استفاده افزایش یابد ، این موضوع می‌تواند منجر به سبک‌تر شدن سازه شود که با این شرایط می‌توان وزن تجهیزات بالایی سک را افزایش داد. در نتیجه در بسیاری از حوزه‌های مهندسی نیاز به استفاده از مواد دارای نسبت استحکام به وزن یا اسنحکام به حجم بالا احساس می‌شود.

فولاد‌ها می‌توانند استحکامی در حدود ۲۰۰۰MPa داشته باشند که در با توجه به این موضوع ، در نگاه اول می‌توان انتظار داشت که دارای کاربرد‌های وسیعی باشند. متاسفانه مسائل به سادگی مذکور نمی‌باشد و با زیاد کردن استحکام تسلیم فلز، دیگر خواص آن افت می‌کند که از جمله‌ی آنها می‌توان با افزایش احتمال وقوع شکست ترد در صورت وجود عوامل محیطی نظیر تردی هیدروژنی ، ترک تنشی ناشی از خوردگی و خستگی همراه با خوردگی اشاره کرد. مشکلات مربوط به تشکیل تاول زنی ناشی از القای هیدروژن درون ساختار یا ترک ناشی از القای هیدروژن که از مسائل مورد اهمیت در مورد فولاد‌های کم استحکام مورد استفاده در لوله‌های انتقال نفت خام می‌باشد، بیشتر مورد بررسی قرار می‌گیرند.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

There are many applications in which the yield strength of the material of construction is a limiting factor in the design. For example, a large proportion of the weight of an offshore oil production platform consists of the structure required to resist wave forces, with a relatively small proportion being the ‘topside’ equipment that actually does the work. If the strength of the material of the structure could be increased, this would allow the structure itself to be made lighter, with the consequence that the weight of the topside equipment could be increased. Thus, materials offering high strength-to-weight or strength-to-volume ratio are in high demand in many fields of engineering.

Steels can be produced with yield strengths above 2000 MPa, and at first sight, one might expect these to have widespread application. Unfortunately, things are not that simple, and as the yield strength of materials is increased, other mechanical properties tend to decrease. In particular, the materials become more susceptible to brittle fracture, especially when assisted by environmental factors, such as hydrogen embrittlement, stress corrosion cracking, or corrosion fatigue. The related problem of hydrogen-induced blister formation or hydrogen-induced cracking tends to be more of a problem in lower-strength steels used for crude oil transmission pipelines.