इंजीनियरिंग पेशेवरों को हाइड्रोजन भंगुरता की स्थितियों और इसके निर्माण प्रक्रिया के बारे में जानकारी होनी चाहिए जब वे किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सामग्री का चयन कर रहे हों। यह लेख हाइड्रोजन के स्रोतों और हाइड्रोजन भंगुरता के निर्माण के लक्षणों पर चर्चा करता है।
चिंता
तनाव-जंग फटने का एक और रूप हाइड्रोजन भंगुरता है। हालांकि सामग्रियों की भंगुरता कई रूप लेती है, उच्च शक्ति वाले स्टील में हाइड्रोजन भंगुरता का सबसे विनाशकारी प्रभाव होता है क्योंकि जब वे होते हैं तो फ्रैक्चर की विनाशकारी प्रकृति होती है। हाइड्रोजन भंगुरता वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा स्टील अपनी लचीलापन और ताकत खो देता है छोटे दरारों के कारण जो हाइड्रोजन (H2) या मीथेन गैस (CH4) के आंतरिक दबाव से उत्पन्न होती हैं, जो अनाज की सीमाओं पर बनती हैं। जिरकोनियम मिश्र धातुओं में, हाइड्रोजन भंगुरता जिरकोनियम हाइड्राइडिंग के कारण होती है।
हाइड्रोजन के स्रोत
भंगुरता का कारण बनने वाले हाइड्रोजन के स्रोत स्टील बनाने में, भागों को संसाधित करने में, वेल्डिंग में, हाइड्रोजन गैस के भंडारण या संधारण में, और पर्यावरण में एक प्रदूषक के रूप में हाइड्रोजन से संबंधित होते हैं जो अक्सर सामान्य जंग के उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। हाइड्रोजन जंग प्रतिक्रियाओं जैसे जंग लगना, कैथोडिक सुरक्षा, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा उत्पन्न हो सकता है।
स्टेनलेस स्टील की हाइड्रोजन भंगुरता
नीचे दी गई छवि में दिखाया गया है, हाइड्रोजन अनाज की सीमाओं के साथ फैलता है और कार्बन (C) के साथ मिलकर मीथेन गैस बनाता है। मीथेन गैस मोबाइल नहीं होती और अनाज की सीमाओं के साथ छोटे रिक्त स्थानों में इकट्ठा होती है जहाँ यह दरारें शुरू करने के लिए विशाल दबाव बनाती है।
हाइड्रोजन भंगुरता
यदि धातु उच्च तन्यता तनाव में है, तो भंगुर विफलता हो सकती है। सामान्य कमरे के तापमान पर, हाइड्रोजन परमाणु धातु जाली में अवशोषित होते हैं और अनाज के माध्यम से फैलते हैं, जो समावेशन या अन्य जाली दोषों पर इकट्ठा होने की प्रवृत्ति रखते हैं। यदि तनाव इन स्थितियों के तहत दरारें उत्पन्न करता है, तो पथ ट्रांस ग्रैन्युलर होता है। उच्च तापमान पर, अवशोषित हाइड्रोजन अनाज की सीमाओं में इकट्ठा होने की प्रवृत्ति रखता है और तनाव-प्रेरित दरारें तब इंटरग्रैन्युलर होती हैं। मार्टेंसिटिक और वर्षा कठोर स्टील मिश्र धातुओं की दरारें हाइड्रोजन तनाव जंग दरार का एक रूप मानी जाती हैं जो निम्नलिखित जंग प्रतिक्रिया में उत्पन्न होने वाले परमाणु हाइड्रोजन के एक हिस्से के धातु में प्रवेश के परिणामस्वरूप होती हैं।
हाइड्रोजन भंगुरता एक स्थायी स्थिति नहीं है। यदि दरारें नहीं होती हैं और पर्यावरणीय स्थितियों को बदल दिया जाता है ताकि धातु की सतह पर कोई हाइड्रोजन उत्पन्न न हो, तो हाइड्रोजन स्टील से पुनः फैल सकता है, जिससे लचीलापन बहाल हो जाता है।
हाइड्रोजन भंगुरता की समस्या को संबोधित करने के लिए, स्टील में अवशिष्ट हाइड्रोजन की मात्रा को नियंत्रित करने, प्रसंस्करण में हाइड्रोजन पिकअप की मात्रा को नियंत्रित करने, हाइड्रोजन भंगुरता के प्रतिरोध में सुधार के लिए मिश्र धातुओं को विकसित करने, कम या बिना भंगुरता वाले प्लेटिंग या कोटिंग प्रक्रियाओं को विकसित करने, और सेवा जीवन के दौरान भाग में इन-सीटू (स्थिति में) हाइड्रोजन की मात्रा को प्रतिबंधित करने पर जोर दिया जाता है।
सारांश
इस अनुभाग में महत्वपूर्ण जानकारी का सारांश नीचे दिया गया है।
हाइड्रोजन भंगुरता का सारांश
स्टील में हाइड्रोजन भंगुरता के लिए आवश्यक स्थितियाँ हाइड्रोजन की उपस्थिति और स्टील में कार्बन की उपस्थिति हैं। हाइड्रोजन निम्नलिखित से आता है:
- स्टील का निर्माण।
- भागों का प्रसंस्करण।
- वेल्डिंग।
- हाइड्रोजन गैस का भंडारण या संधारण।
- पर्यावरण में एक प्रदूषक के रूप में हाइड्रोजन (अक्सर सामान्य जंग के उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है)।
हाइड्रोजन भंगुरता का परिणाम हाइड्रोजन है जो अनाज की सीमाओं के साथ फैलता है और कार्बन के साथ मिलकर मीथेन गैस बनाता है। मीथेन गैस अनाज की सीमाओं के साथ छोटे रिक्त स्थानों में इकट्ठा होती है जहाँ यह दरारें शुरू करने के लिए विशाल दबाव बनाती है और स्टील की लचीलापन को कम करती है। यदि धातु उच्च तन्यता तनाव में है, तो भंगुर फ्रैक्चर हो सकता है।
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