Efecto de la presión de hidrógeno y la velocidad del punzón en la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno de los aceros para tuberías utilizando pruebas de pequeño punzón en entornos de hidrógeno gaseoso a temperatura ambiente
Autores: Shin, Hyung-Seop; Kang, Sungbeom; Pascua, Richard; Bae, Kyung-Oh; Park, Jaeyoung; Baek, Un-Bong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Pequeño punzón
Fragilización por hidrógeno
Aceros estructurales
Presión de hidrógeno
Velocidad del punzón
Aceros para tuberías
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
El método de prueba de pequeño punzón (SP) in situ es una tecnología de cribado simple desarrollada para evaluar las características de fragilización por hidrógeno (HE) de los aceros estructurales. Este método puede ajustar fácilmente los parámetros influyentes, como la temperatura de prueba, la presión del gas y la velocidad del punzón, dependiendo del entorno de servicio de hidrógeno. Con el aumento del consumo de hidrógeno, se está considerando el uso de tuberías para el transporte masivo de hidrógeno. Este estudio evaluó la susceptibilidad a HE de los aceros API-X52 y API-X70, considerando el entorno de uso de hidrógeno. El estudio investigó los efectos de la presión de hidrógeno y la velocidad del punzón sobre los comportamientos de HE de cada acero de tubería a temperatura ambiente, utilizando la energía SP y la reducción relativa en el grosor (RRT) para determinar su efecto en la susceptibilidad a HE de manera cuantitativa. El estudio encontró que la presión de hidrógeno producía un efecto HE diferente; cuanto menor era la presión de hidrógeno, más se aliviaba la HE. En particular, cuando la velocidad del punzón era alta, como 1 mm/min, el efecto HE se relajaba significativamente. Sin embargo, cuando la velocidad del punzón estaba por debajo de 0.01 mm/min, se producía HE incluso en condiciones de baja presión de hidrógeno, lo que significa que la difusión de hidrógeno dentro del espécimen durante la prueba SP alcanzaba una concentración crítica de hidrógeno para crear una fractura frágil. Ambos aceros de tubería mostraron comportamientos de HE similares bajo un amplio rango de presiones de H2 y velocidades de punzón, mostrando una curva S inversa para los factores cuantitativos de energía SP y RRT en función de la presión de H2 a una velocidad de punzón de 1.0 mm/min. El estudio clasificó los comportamientos de HE observados en cuatro tipos basados en aspectos cuantitativos y cualitativos. Estos hallazgos confirman que la prueba SP in situ es una técnica de cribado útil, y el factor RRT se puede aplicar de manera efectiva al cribado de HE de aceros de tubería en entornos de hidrógeno a baja y alta presión.
Descripción
El método de prueba de pequeño punzón (SP) in situ es una tecnología de cribado simple desarrollada para evaluar las características de fragilización por hidrógeno (HE) de los aceros estructurales. Este método puede ajustar fácilmente los parámetros influyentes, como la temperatura de prueba, la presión del gas y la velocidad del punzón, dependiendo del entorno de servicio de hidrógeno. Con el aumento del consumo de hidrógeno, se está considerando el uso de tuberías para el transporte masivo de hidrógeno. Este estudio evaluó la susceptibilidad a HE de los aceros API-X52 y API-X70, considerando el entorno de uso de hidrógeno. El estudio investigó los efectos de la presión de hidrógeno y la velocidad del punzón sobre los comportamientos de HE de cada acero de tubería a temperatura ambiente, utilizando la energía SP y la reducción relativa en el grosor (RRT) para determinar su efecto en la susceptibilidad a HE de manera cuantitativa. El estudio encontró que la presión de hidrógeno producía un efecto HE diferente; cuanto menor era la presión de hidrógeno, más se aliviaba la HE. En particular, cuando la velocidad del punzón era alta, como 1 mm/min, el efecto HE se relajaba significativamente. Sin embargo, cuando la velocidad del punzón estaba por debajo de 0.01 mm/min, se producía HE incluso en condiciones de baja presión de hidrógeno, lo que significa que la difusión de hidrógeno dentro del espécimen durante la prueba SP alcanzaba una concentración crítica de hidrógeno para crear una fractura frágil. Ambos aceros de tubería mostraron comportamientos de HE similares bajo un amplio rango de presiones de H2 y velocidades de punzón, mostrando una curva S inversa para los factores cuantitativos de energía SP y RRT en función de la presión de H2 a una velocidad de punzón de 1.0 mm/min. El estudio clasificó los comportamientos de HE observados en cuatro tipos basados en aspectos cuantitativos y cualitativos. Estos hallazgos confirman que la prueba SP in situ es una técnica de cribado útil, y el factor RRT se puede aplicar de manera efectiva al cribado de HE de aceros de tubería en entornos de hidrógeno a baja y alta presión.