Cos’è l’infragilimento da idrogeno?

L’infragilimento da idrogeno è un processo chimico-fisico che interessa diverse tipologie di metalli, in particolare quelli ad alta resistenza, rendendoli i soggetti a fratture.

Nel momento in cui gli atomi di idrogeno si introducono in leghe come gli acciai ad alta resistenza, il metallo diventa fragile.
Questo fenomeno, causa un deterioramento delle proprietà dell’acciaio, rendendolo meno duttile e più debole.
Ad una maggiore classe di resistenza dell’acciaio corrisponde una maggiore probabilità che si verifichi tale fenomeno.
Nel corso degli anni si è osservato che anche materiali come il titanio e leghe di alluminio sono soggette a questo fenomeno.

Date le applicazioni di tipo strutturale di manufatti in acciaio ad alta resistenza, si comprende bene che anche la più piccola delle variazioni nella struttura chimico-fisica del materiale potrebbe avere effetti di vasta portata.

Diversi centri di ricerca nel settore delle costruzioni e della produzione di manufatti in acciaio hanno analizzato e studiato questo processo, eseguendo dei test specifici sugli acciai ad alta resistenza.

Si è arrivati quindi a definire due differenti tipologie di infragilimento da idrogeno: il primo di tipo ambientale e il secondo nei processi produttivi.

L’ infragilimento di tipo ambientale è indotto dall’ assorbimento di idrogeno presente nell’ambiente, tipicamente nel processo di corrosione.

Più comune invece la seconda tipologia di infragilimento, derivata da processi produttivi o di lavorazione in ambienti umidi possono favorire l’insorgere di questo fenomeno.
Lo stesso vale per i processi elettrochimici di trattamento superficiale come il decapaggio acido e la zincatura di tipo elettrolitico.

Negli elementi di collegamento filettati, come viti e dadi, viene specificato da apposite normative che a partire da una resistenza maggiore a 320 HV c’è una maggiore probabilità che insorga questo fenomeno.
La rottura del componente infatti, potrebbe non insorgere nel processo di montaggio ma anche a distanza di qualche giorno, specialmente nelle unioni con forze a trazione.
 

Ma come poter prevenire attivamente tale fenomeno?

Dalla prima scoperta e successiva denominazione di questo fenomeno chimico, nel corso degli anni è stato possibile arrivare a delle soluzioni per prevenire l’insorgere di questa problematica negli acciai ad alta resistenza.

L’infragilimento da idrogeno di tipo ambientale, dovuto alla corrosione, può essere evitato utilizzando un trattamento superficiale adeguato che non sviluppi l’introduzione dell’idrogeno nel processo di rivestimento, seguendo particolari accortezze dalla tipologia di materiale da trattare alla durata e modalità del processo di decapaggio.
Il processo di deidrogenazione è regolamentato da specifiche normative ISO.

Le tempistiche e modalità del trattamento di deidrogenazione, sono di fondamentale importanza perché ha l’obiettivo di eliminare la maggior parte di idrogeno possibile ridistribuendo quello restante su tutta la superficie dell’elemento di collegamento.
Riducendo gli atomi di idrogeno, si ridurrà anche la possibilità che si verifichi il conseguente infragilimento.

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