Kas ir ūdeņraža trauslums?

Process sākas ar ūdeņraža iedarbību, kas var notikt, kamēr metāls tiek pakļauts noteiktiem ražošanas procesiem, piemēram, galvanizācija. Veiksmīga pārklāšana ir atkarīga no metāla sagatavošanas ar skābes vannu, pirms tas spēj uzņemt hroma slāņus. “Kodināšanas” un apšuvuma procesā izmantotā elektrība ierosina reakciju, ko sauc par hidrolīzi, kurā ūdens molekulas tiek sadalītas pozitīvi lādētos ūdeņraža jonos un negatīvi lādētos hidroksīda anjonos.

Ūdeņradis ir arī korozīvu reakciju, piemēram, rūsēšanas, blakusprodukts. Ūdeņraža sadalīšanos var izraisīt arī paši pasākumi, kas veikti, lai to novērstu, ja tie tiek nepareizi piemēroti. Piemēram, ūdeņraža trauslumu dažkārt var attiecināt uz katodaizsardzību, kuras mērķis ir palielināt pārklāta metāla izturību pret koroziju, pārveidojot materiāla ūdeņraža jutīgās sastāvdaļas. Tas tiek panākts, ieviešot pretēju strāvu, kas izraisa metāla anodu “upurēšanu”, kuriem ir mazāks korozijas potenciāls nekā pašam metālam. Faktiski materiāls kļūst polarizēts.

Tomēr, tiklīdz ir ūdeņradis, atsevišķi atomi sāk izkliedēties visā metālā un uzkrājas mazās tā mikrostruktūras vietās, kur tie pēc tam pārgrupējas, veidojot ūdeņraža molekulas. Absorbētais ūdeņradis, kas tagad ir iesprostots, sāk meklēt glābiņu. Tas tiek darīts, radot iekšējo spiedienu, kas ļauj ūdeņradim izkļūt tulznās, kas galu galā saplaisā metāla virsmu. Lai novērstu šo procesu, metāls ir jāizcep stundas laikā vai mazāk pēc galvanizācijas, lai iesprostotais ūdeņradis varētu izkļūt no pārklājuma slāņiem, neradot plaisas vai stresa punktus.

Lai gan ūdeņradis var iekļūt lielākajā daļā metālu, ir zināms, ka daži metāli un sakausējumi ir jutīgāki pret ūdeņraža trauslumu, proti, magnētiskais tērauds, titāns un niķelis. Turpretim varš, alumīnijs un nerūsējošais tērauds tiek ietekmēti vismazāk. Tomēr tērauds un skābekli saturošs varš var kļūt neaizsargāts pret trauslumu, ja tiek pakļauts ūdeņraža iedarbībai augstā karstumā vai spiedienā. Attiecīgi šos materiālus ietekmē ūdeņraža uzbrukums vai tvaika trauslums, ko rada reakcijas starp hidratētām molekulām un oglekļa vai vara oksīdiem.