اثر هیدروژن بر خواص مکانیکی فلز جوش فولاد خط لوله

Abstract

در این پژوهش، اثر هیدروژن بر خواص مکانیکی فلز جوش فولاد خط لوله X65 بررسی شده است. خطوط لوله حاوی سیالاتی مانند گاز ترش است که اتم‎های هیدوژن و سایر مواد آسیب زا به فلز پایه و فلز جوش دارند. در این پژوهش شارژ هیدروژن جهت نفوذ اتم‎های هیدروژن به درون ماده به‎روش پیش‎شارژ الکتروشیمیایی با گاز هیدروژن و غوطه‎وری در محلول انجام شد. مطابق نتایج به‎دست آمده در این پژوهش، استحکام تسلیم فلز جوش حاصل از روش الکترود دستی، در حضور هیدروژن 16% افزایش و سختی آن به‎طور میانگین در دو حالت شارژ هیدروژن به‎روش مستقیم و غیرمستقیم 10% افزایش داشته است. این افزایش نشان‎دهنده سخت شدگی است. درصد ازدیاد طول تا زمان شکست 28% و درصد شکست نرم 60% کاهش داشته است که نشان‎دهنده شکست ترد در حضور هیدروژن است. میزان هیدروژن حاصل آمده با روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی هیدروژن درفلز جوش مقدار mol/cm3 6-10×5/1 گزارش شد که نسبت به سایر ریزساختارها مقدار قابل توجهی است. با توجه به مشاهدات ریزساختاری (که از طریق تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی به‎دست آمد)، اطلاعات آماری فوق و گزارش‎های پیشین در این زمینه، می‎توان اینگونه برداشت کرد که هیدروژن با نفوذ خود در ریزساختار فلز جوش که بیشتر آن فریت سوزنی است، با قرار گرفتن در تانگل‎‌های نابه‎جایی، مرزدانه‎ها، رسوب‎ها و آخال‎ها سبب سخت‌شدگی و افت خواص فلز جوش می‎شود. در کل نتایج این پژوهش نشان می‎دهد هیدروژن بر خواص مکانیکی فلز جوش اثر مخرب می‎گذارد و سبب ایجاد عیوب هیدروژنی می‎شود. البته نمی‌توان از نقش ریزساختار فلز جوش در تاثیر هیدروژن بر خواص ماده چشم‌پوشی کرد.