Pregunta:
¿Cómo podemos prevenir / detectar la fragilización por hidrógeno?
thomasmichaelwallace
2015-01-21 16:09:38 UTC
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Recientemente ha habido una serie de fallas de pernos de alto perfil en 'The Cheesegrater' en Londres, que se han atribuido a fragilización por hidrógeno.

¿Qué pueden hacer los ingenieros para asegurarse de que la fragilización por hidrógeno no afecte sus estructuras?

Cinco respuestas:
#1
+4
Tom Au
2015-01-22 03:27:03 UTC
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Como muchos problemas de ingeniería, las soluciones para la fragilización por hidrógeno se dividen en dos categorías: 1) prevención y 2) cura.

La "fragilización", en este contexto, surge de la difusión de hidrógeno en metal. Si no es demasiado severo, una posible cura es la "difusión inversa" que elimina el hidrógeno.

La cura no siempre funciona, si el hidrógeno encuentra su camino en pequeñas bolsas de metal y se combina con otros gases, por ejemplo carbono, para producir metano, un corrosivo. Entonces, la única solución real es la prevención.

Una forma de prevención es recubrir los metales para evitar el contacto con el hidrógeno. En aplicaciones de soldadura, también es posible separar el hidrógeno del metal calentando el metal.

#2
+3
Ethan48
2015-01-22 02:15:47 UTC
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Existe una serie de normas para abordar la fragilización por hidrógeno en la fabricación y revestimiento de sujetadores. Aquí en los EE. UU., Se aplicarían ASTM F1940 y ASTM F519. La fragilización por hidrógeno también es una preocupación para las soldaduras estructurales, pero su código de soldadura debe abordarla.

El problema no parece estar en las especificaciones con tanta frecuencia como en el control de calidad en el punto de fabricación. En situaciones en las que esto representa un gran riesgo, el paso más eficaz que puede tomar el ingeniero es exigir inspecciones y pruebas de terceros.

#3
+2
thiru.kumaran
2019-08-08 16:30:52 UTC
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Sé que es un hilo antiguo, pero estoy poniendo mi solución aquí porque me acabo de encontrar con este problema.

Comprender las causas podría ayudarlo a lidiar mejor con la fragilización por hidrógeno.

Sobretensión: principalmente, la tensión adicional que se ejerce sobre el material da como resultado la formación de ampollas, grietas y formación de hidruros en las estructuras. En este caso, el hidrógeno atómico presente en la atmósfera reacciona con el material. Esto podría provocar fragilización por hidrógeno.

Acero galvanizado: también se produce fragilización por hidrógeno durante el enchapado y el decapado debido a la exposición de las piezas al hidrógeno. La única solución para evitar que se hornee la pieza inmediatamente después del enchapado. Una temperatura típica es hornear a 375ºF durante 4 horas dentro de 1 hora después del enchapado.

Resistencia a la tracción> 145 KSI: Los aceros de alta resistencia, las aleaciones de titanio y las aleaciones de aluminio son los más vulnerables a la fragilización por hidrógeno.

Los siguientes recursos pueden ser útiles

Las aleaciones de aluminio no están sujetas a fragilización por hidrógeno. La susceptibilidad del acero comienza a consumir alrededor de 120 Ksi y empeora a mayor resistencia. La formación de ampollas no tiene nada que ver con la fragilización por hidrógeno, la hidruración no tiene nada que ver con la fragilización del acero por hidrógeno: sin embargo, el titanio hace que tanto el hidruro como el hidrógeno se fragilicen, dos mecanismos diferentes.
#4
+1
blacksmith37
2017-08-15 02:01:58 UTC
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Obtenga algunos libros sobre el tema, por ejemplo, Hydrogen Effects in Metals, AIME, 1981 e ISO 15156; si desea más que las respuestas engañosas que se encuentran en este foro. Si tiene una pregunta específica, pruebe el foro Eng-Tips. Lo primero que encontrará es que el tema tiene una docena de nombres porque está muy extendido. Una cosa que puede eliminar es el ataque de hidrógeno a alta temperatura, en el que el H se disuelve en el acero y reacciona con los carburos del metano, lo que provoca el agrietamiento del acero; eso no tiene nada que ver con el tema de la asignatura (ver API 941). Una pequeña faceta del agrietamiento por hidrógeno parece ser su pregunta: los sujetadores de alta resistencia, dureza por encima de Rockwell C 22 / límite elástico por encima de 90,000 psi, están sujetos a fallas cuando se exponen a cualquier corrosión o protección catódica. Utilice sujetadores más grandes y de menor resistencia.

Leí el artículo sobre el "rallador de queso", no fue escrito por un ingeniero muy familiarizado con el agrietamiento por tensión de hidrógeno; El galvanizado en caliente nunca causó fragilización por hidrógeno. Lea también sobre Greenkote; deposición de vapor + proceso difuso, suena bien, sin embargo, en un ambiente severamente corrosivo se consumirá; pero probablemente bueno para edificios y puentes.
#5
  0
Arnie Glausiusz
2017-08-14 18:52:38 UTC
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Tengo un interés comercial, sin embargo, el artículo a continuación es relevante para la pregunta formulada.


Pernos tratados con Greenkote que se utilizarán para reparar el edificio Leadenhall.

Edificio Leadenhall de Londres , o como se le conoce popularmente, el "Cheesegrater" volvió a aparecer en los titulares a principios de este año cuando, poco después de su finalización, los informes de tres de los postes gigantes que aseguraban el exoesqueleto se partieron y cayeron repentinamente, en un caso desde el piso 15, antes de aterrizar en el suelo.

Se informa que algunos de los montantes utilizados en la construcción de la torre de 738 pies tienen aproximadamente 72 mm de diámetro. La distintiva torre de 52 pisos en forma de cuña tiene 738 pies de altura y está cerca tanto del edificio Lloyds como del Gherkin. Se inauguró en julio de 2014 y fue diseñado por Rogers Stirk Harbour + Partners

Un análisis del problema reveló que la causa es la fragilización por hidrógeno, que generalmente ocurre cuando los átomos de hidrógeno se difunden en el acero y debilitan la estructura molecular general. haciéndolo quebradizo y susceptible de romperse de repente. A menudo se le atribuye el efecto secundario de la galvanización, un proceso que utiliza ácidos, en este caso los montantes no habían sido tratados, por lo que la falla probablemente se debió a un error de fabricación.

Los especialistas del Reino Unido Tension Control Bolts, cuyos productos se están utilizando en el montaje del nuevo refugio de contención seguro para revestir el reactor de Chernobyl en Ucrania, se les encargó que identificaran una solución adecuada y se especificaron sujetadores tratados con Greenkote para reemplazar los pernos dañados y faltantes. Se espera que el trabajo esté terminado a finales de 2016.

El proceso de recubrimiento Greenkote ofrece una serie de ventajas críticas, dependiendo de la aplicación. Sin ácidos, se evita la fragilización por hidrógeno, mientras que el proceso ofrece una alta resistencia a la corrosión, una excelente adhesión de la pintura y niveles excepcionales de consistencia del recubrimiento. Al recubrir roscas, no es necesario volver a trabajar las superficies internas ni externas. Un pequeño número de empresas en todo el mundo, incluida TC Bolts, tienen licencia para utilizar el proceso de recubrimiento. Mark Gore, CEO de Greenkote comentó: “El proceso de difusión térmica de Greenkote ofrece una protección excepcional contra la corrosión y, en este caso, una protección contra la fragilización por hidrógeno, como el recubrimiento no depende de ácidos agresivos en ninguna etapa. Estamos encantados de que nuestro sistema haya sido elegido para ayudar a reparar este nuevo edificio icónico, lo que ayuda a garantizar su éxito como un hito importante en Londres ”.

Para evitar ambigüedades, TCB Ltd no fabricó ni suministró montantes de acero estándar; en lugar de eso, pusimos Greenkoted a los pernos de reemplazo.



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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