Fragilização Pelo Hidrogenio

FRAGILIZAÇÃO PELO HIDROGÊNIO

O hidrogênio é um dos elementos químicos mais abundantes do planeta e mais presente no nosso dia-a-dia em forma de moléculas, em substancias como os carboidratos, hidrocarbonetos, todos os ácidos e bases e principalmente na água. Ele interage com a maioria dos metais por uma série de mecanismos, modificando as propriedades mecânicas que causam fraturas frágeis e altamente danosas.

Os problemas relacionados com a presença de hidrogênio, estão presentes principalmente em relação aos aços, mas o problema não se restringe às ligas ferrosas podendo apresentar problemas de fragilização em metais de uso intensificado pelas modernas tecnologias nuclear e espacial. O aparecimento do hidrogênio nos metais pode acontecer durante o processo de fabricação ou depois em serviço.

O hidrogênio que compõe o petróleo na sua forma bruta e a água que circulam pelas redes de extração se infiltra nas paredes da tubulação através da alta pressão, enfraquecendo a estrutura. No caso do aço, o hidrogênio é prejudicial por provocar danos como: bolhas, fragilização, flocos, trincas internas e subsuperficiais.

Os fatores que estão ligados a corrosão são: Solo; água do mar; meios ácidos; meios bases; sais e atmosfera. A causa inicial para a fragilização por hidrogênio é a penetração de hidrogênio nascente na estrutura do metal. Para o caso de titânio e outros metais que formam hidretos, o hidrogênio dissolvido reage para formar compostos hidreto frágeis. Em outros materiais, como o aço e o ferro, a interação entre o hidrogênio dissolvido e o metal não é completamente conhecida.

Pode-se dividir a fragilização dos metais em duas classes: irreversível e reversível. A irreversível inclui os casos em que a presença de hidrogênio danifica a estrutura do metal comprometendo sua resistência mecânica, mesmo que todo hidrogênio seja eliminado posteriormente. O hidrogênio reage com a fase não-metalica no interior do metal, gerando produtos gasosos que surgem com grande pressão e são capazes de dilatar os locais das inclusões, formando vazios internos de dimensões importantes, ou que migram e concentram-se em regiões onde há defeitos na estrutra cristalina, como vazios, discordâncias, contornos de grãos e falhas de laminação.

A fragilização reversível é caracterizada por exigir a presença simultânea de tensões e de hidrogênio, tendo-se, então a corrosão sob tensão fraturante induzida por hidrogênio. A eliminação do hidrogênio antes da aplicação de tensão restaura a ductibilidade do metal. A fragilização aumenta com a diminuição da velocidade de formação, ou seja, é necessário a ação conjunta de tensão e hidrogênio para durante algum tempo para que a fratura ocorra. Essas rupturas podem ocorrer depois que a peça em questão esteja em serviço sob cargas estáticas relativamente baixas durante muito tempo, sem dano aparente até o momento da fratura.

Vários fatores devem ser levados em conta para evitar a fragilização. Evidentemente, deve-se combater essencialmente a danificação da estrutura do material ou a presença de hidrogênio durante a solicitação mecânica. A prevenção da fragilização por hidrogênio é mais fácil na etapa do projeto e pode ser obtida tomando as seguintes medidas: Redução da taxa de corrosão: A fragilização