Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Detekcja pęcherzy wodorowych metodami ultradźwiękowymi TOFD, TULA i Phased Array

Szwed Maciej, Jakubowski Tomasz, Targoński Michał

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2023

|

nr 1-4

80--87

PL

Badaniom poddano wycinek płaszcza aparatu instalacji rafineryjnej pracującego w środowisku zawierającym wodór, w którym na powierzchni wewnętrznej, podczas rutynowych oględzin, odnotowano obecność pęcherzy wodorowych. Przeprowadzone badania ultradźwiękowe wykazały występowanie wskazań pochodzących od nieciągłości materiałowych o różnej wielkości i różnie umiejscowionych w badanej próbce. Zastosowane w niniejszej pracy techniki badań, dzięki możliwości wykorzystania różnych form obrazowania graficznego i większej rozdzielczości, pozwoliły na znacznie łatwiejszą interpretację wyników niż miałoby to miejsce w przypadku zastosowania klasycznych badań ultradźwiękowych, z głowicą o pojedynczym przetworniku, opartych na analizie poszczególnych impulsów (zobrazowań typu A). Analizując różne typy zobrazowań, w oparciu o informacje dotyczące warunków eksploatacji oraz możliwych do wystąpienia mechanizmów degradacji, określono rodzaj i pochodzenie nieciągłości. Podjęto również próbę określenia na podstawie widocznych wskazań na jakim etapie powstawania są pęcherze wodorowe.

EN

A section of the shell of the unit of a refining plant operating in a hydrogen-containing environment was examined, where the presence of hydrogen blisters was noted on the inner surface during routine visual inspection. The ultrasonic tests carried out revealed indications coming from material discontinuities of various sizes and different locations in the test sample. The testing techniques used in this study, due to the possibility of using various forms of graphic imaging and higher resolution, allowed for a much easier interpretation of the results than would be possible if classical ultrasonic tests, with a single transducer head, based on the analysis of individual pulses (A-scan) were used. Analyzing different types of imaging, based on information on operating conditions and possible degradation mechanisms, the character and origin of discontinuities were determined. An attempt was also made to determine, based on the visible indications, at what stage of formation the hydrogen blisters are.

2

Hydrogen degradation of pre-oxidized zirconium alloys

Szoka A., Gajowiec G., Zieliński A., Serbiński W., Olive J. M., Ossowska A.

Advances in Materials Science

|

2017

|

Vol. 17, nr 1(51)

5--21

EN

The presence of the oxide layers on Zr alloys may retard or enhance the hydrogen entry and material degradation, depending on the layer features. This research has been aimed to determine the effects of pre-oxidation of the Zircaloy-2 alloy at a different temperature on hydrogen degradation. The specimens were oxidised in laboratory air at 350°C, 700°C, and 900°C. After, some samples were tensed at 10-5 strain rate and simultaneously charged with hydrogen under constant direct voltage in 1 N sulfuric acid at room temperature. Other specimens were charged without any tension, then annealed at 400°C for 4 h and finally tensed at above strain rate. The SEM examinations were performed on the cross-sections and fracture faces of specimens. The obtained results demonstrate the effects of the oxide layer on the cathodic current and hydrogen entry, mechanical properties and the appearance of hydrides and fracture behaviour.

3

Monitorowanie degradacji wodorowej stali in situ podczas wodorowania katodowego poprzez badania ultradźwiękowe z wykorzystaniem głowicy Phased Array o macierzowym układzie przetworników

Szwed M., Gloc M., Sarniak Ł.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 10

63--68

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań degradacji wodorowej stali 09G2S wg. GOST 19281 poddanej wodorowaniu metodą polaryzacji katodowej, z równoczesną rejestracją sygnału ultradźwiękowego. W celu weryfikacji wyników badań ultradźwiękowych przeprowadzono szczegółowe badania mikroanalityczne i mikrostrukturalne. Zastosowano techniki mikroskopii świetlnej (LM), elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) oraz technikę mikroanalizy rentgenowskiej składu chemicznego (EDS). Wykazano, że metoda defektoskopii ultradźwiękowej in situ pozwala z powodzeniem monitorować na bieżąco procesy degradacji wodorowej tj. tworzenie się wewnętrznych pęknięć, powierzchniowych mikropęknięć powstałych w wyniku pułapkowania wodoru na wtrąceniach niemetalicznych oraz powstawanie pęcherzy wodorowych.

EN

This paper presents the results of investigation on degradation caused by hydrogen in 09G2S carbon steel acc GOST 19281. The idea of the test was hydrogen charging by cathodic polarization in the steel with simultaneous registration of the ultrasonic signal. In order to verify the ultrasonic testing results the detailed research of microstructure were performed. Light microscopes (LM), scanning electron microscopes (SEM) and electron dispersive spectroscopy (EDS) were applied. It has been shown that the method of simultaneous ultrasonic inspection in situ can successfully monitor the degradation rates of the hydrogen of investigated steel. From microstructural point of view the formation of internal cracks, surface of microcracks resulting from the hydrogen trapping in the non-metallic inclusions and the formation of hydrogen blisters were observed.

4

Degradacja wodorowa niestopowej stali jakościowej DC01

Pietkun-Greber I., Mościcki A., Sozańska M.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

257--266

PL

Celem prowadzonych badań była ocena podatności stali DC01 na niszczenie wodorowe. Badania odporności stali DC01 na niszczące działanie wodoru zrealizowano w oparciu o próbę statycznego rozciągania (slow strain) próbek w powietrzu oraz po polaryzacji katodowej. Wodorowanie stali zrealizowano w wodnym roztworze 0,1N kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem 2 mg/dm3 tlenku arsenu(III) jako promotora wnikania wodoru przy gęstości prądu 10 i 20 mA/cm2 w czasie od 3 do 24 godzin. Zawartość wodoru w stali przed oraz po procesie elektrolitycznego nawodorowania oznaczono przy użyciu analizatora LECO ONH836. Przedmiotem szczegółowej analizy były wyniki badań mechanicznych, natomiast ich uzupełnieniem ocena morfologii przełomów, w szczególności ocenie poddano zmiany charakteru pękania stali w obecności wodoru. Przełomy próbek po próbie rozciągania obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego Hitachi S-3400N. Wykazano, że wraz ze zwiększaniem się stężenia wodoru w stali (ilość wodoru zależy od parametrów nawodorowania - czasu i gęstości prądu) znacznie obniżają się właściwości plastyczne (wydłużenie i przewężenie), a nieznacznie zmieniają się właściwości wytrzymałościowe (wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności).

EN

The aim of the study was to evaluate the susceptibility of steel DC01 for hydrogen degradation. The tests of the resistance of steel DC01 on the devastating effects of hydrogen was carried out based on a static stretching test (slow strain) of the samples in the air and after cathodic polarization. Steel hydrogenation was carried out in 0.1 N aqueous sulfuric(VI) acid supplemented with 2 mg/dm3 of arsenic(III) oxide as a promoter of hydrogen entry at a current density of 10 and 20 mA/cm2 for a period of 3 to 24 hours. The hydrogen content in the steel before and after the electrolytic hydrogenation process was determined using a LECO analyzer ONH836. The subject of detailed analysis were the results of mechanical tests. The mechanical tests were supplemented with the assessment of the morphology of breakthroughs, in particular were assessed the changes in the nature of steel cracking in the presence of hydrogen. Samples breakthroughs after the tensile test were observed using a scanning electron microscope Hitachi S-3400N. It has been shown that with increasing hydrogen concentration in the steel (the amount of hydrogen depends on the parameters of hydrogenation - time and current density) the plastic properties are being significantly reduced (elongation and constriction), and the strength properties (tensile strength, yield strength) are being slightly changed.

5

Wpływ składu chemicznego i mikrostruktury na odporność stali na niszczenie wodorowe

Pietkun-Greber I., Janka R. M.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 2

555--561

PL

W pracy przedstawiono podsumowanie dotychczasowych wyników badań i poglądów dotyczących czynników wywierających wpływ na odporność stali na niszczenie wodorowe. O degradacji stali eksploatowanych w warunkach oddziaływania wodoru w głównej mierze decyduje ich stan, a w szczególności mikrostruktura, technologia wytwarzania oraz defekty występujące w ich strukturze.

EN

This paper summarizes the results of previous research and views on the factors affecting the resistance of steel to hydrogen degradation. The degradation of the steel operated under the influence of hydrogen largely depends on their condition, in particular the microstructure manufacturing technology and defects present in their structure.

6

Environmental degradation of ti alloys in artificial saliva and a role of fluorides

Zieliński A., Świeczko-Żurek B., Ossowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

225--230

EN

The paper proposes a physical-chemical model, which shows the contribution of fluoride ions in degradation of Ti alloys, by enhancing localized corrosion, facilitating hydrogen entry and promoting hydriderelated embrittlement. The first results were obtained for the Ti6Al4V alloy by electrochemical tests. The tests were carried out in artificial saliva according to the ISO 10271, composed of (in wt. pct.): 0.4 NaCl, 0.4 KCl, 0.795 CaCl2, 0.78 NaH2PO4, 0.005 Na2S and 1% of urea. The solutions were adjusted to pH 7, 5 and 3 with hydrochloric acid. The potentiodynamic tests were made from cathodic and then into anodic direction, at 10 mV/min voltage change rate. Potential-current curves were used to estimate the corrosion potential and current, and passivation potential and current. Weak effect of pH was observed (Fig. 1, 2 and Tab. 1). The slow strain rate tests were performed on two-phase (α +β )Ti13Zr13Nb alloy at 10–5 s–1 strain rate. The tests were made either in laboratory air or in artificial saliva solution, with or without 0.1 mass pct. of HF, at open circuit potential or at cathodic polarisation of current density 100 A/m2. The another artificial saliva solution was prepared of (in g/dm3): 1.2 NaCl, 1.2 KCl, 6.015 Na2S, 4.14 Na2HPO4, 2.04 CaCl2, urea 3.0 CO(NH2)2, lactic acid 29.1. The results demonstrated the decrease in strength and plasticity at cathodic polarisation, deeper in the presence of fluorides (Tab. 2). The SEM examinations showed that in the presence of either fluorides or cathodic polarisation, ductile cracking occured accompanied by initiation and propagation of brittle transcrystalline main crack with a few other secondary cracks (Figs. 3÷8). The electrochemical oxidation was made on the Ti13Zr13Nb alloy in orthophosphoric acid (1 M H3PO4) with an addition of 0.5% of HF. The constant voltage 20 V and oxidation time 1 h were applied. The appearance of nanotubular oxide layer was observed (Fig. 9, 10), which is an evidence of localized corrosion attributed to fluoride ions. The obtained results of slow strain rate tests of the Ti alloy, and the appearance and intensity of brittleness, can be explained in terms of environment-related hydrogen cracking. The model of hydrogen degradation involves the following mechanisms: (i) hydrogen evolution at interface liquid-metal, (ii) hydrogen entry into metal, (iii) hydrogen diffusion into some regions of the highest tensile stresses, (iv) hydrogenenhanced crack initiation and propagation, presumably by hydride formation and decomposition.

PL

Publikacja proponuje model fizykochemiczny ukazujący wkład jonów fluorkowych do procesu degradacji stopów tytanu przez zapoczątkowanie korozji lokalnej, ułatwianie wejścia wodoru i pojawienie się kruchości wodorowej. Pierwsze wyniki zostały otrzymane dla stopu Ti6Al4V za pomocą technik elektrochemicznych. Badania wykonano w sztucznej ślinie o składzie wg ISO 10271 (% mas.): 0,4 NaCl, 0,4 KCl, 0,795 CaCl2, 0,78 NaH2PO4, 0,005 Na2S i 1% mocznika. Badano roztwory o wartościach pH 7, 5 lub 3, uzyskanych przez dodatek kwasu HCl. Krzywe potencjodynamiczne mierzono najpierw w katodowym, a następnie w anodowym kierunku, przy szybkości zmiany potencjału 10 mV/min; zależności potencjał- prąd posłużyły do określenia potencjału i prądu korozji oraz potencjału i prądu pasywacji. Obserwowano słaby wpływ pH (rys. 1, 2 i tab. 1). Badania przy stałym wolnym rozciąganiu wykonano na dwufazowym (α +β ) stopie Ti13Zr13Nb przy szybkości odkształcania 10–5 s–1. Jako środowisko zastosowano powietrze laboratoryjne i sztuczną ślinę, bez lub z dodatkiem 0,1% mas. HF, w warunkach obwodu otwartego lub przy polaryzacji katodowej o gęstości prądu 100 A/m2. Sztuczna ślina w tym przypadku miała skład (w g/dm3): 1,2 NaCl, 1,2 KCl, 6,015 Na2S, 4,14 Na2HPO4, 2,04 CaCl2, mocznik 3,0 CO(NH2)2, 29,1 kwas mlekowy. Wyniki pokazały spadek wytrzymałości i plastyczności przy katodowej polaryzacji, szczególnie silny w obecności fluorków (tab. 2). Badania wykazały, że w obecności fluorków lub polaryzacji katodowej zniszczeniu makroskopowo plastycznemu towarzyszy inicjacja i rozwój kruchego pęknięcia głównego z kilkoma pęknięciami wtórnymi. Utlenianie elektrochemiczne wykonano na stopie Ti13Zr13Nb w 1 M kwasie ortofosforowym z dodatkiem 0,5% HF. Zastosowano stałe napięcie 20 V i czas utleniania 1 h. Obserwowano pojawienie się nanorurkowej warstwy tlenkowej (rys. 9, 10), co jest dowodem na korozję lokalną wywołaną przez jony fluorkowe. Wyniki testów powolnego rozciągania w środowisku korozyjnym oraz pojawianie się i intensywność oznak kruchego pękania można tłumaczyć, bazując na modelu niszczenia zależnego od środowiska. Model niszczenia wodorowego zakłada kolejny przebieg następujących procesów: powstawanie wodoru na granicy międzyfazowej ciecz-metal, wnikanie wodoru do metalu, dyfuzja wodoru do obszarów o najwyższym poziomie naprężeń rozciągających, wywoływana przez wodór inicjacja i propagacja kruchych pęknięć, przypuszczalnie przez tworzenie i pękanie kruchych faz wodorkowych.

7

Zmiana właściwości elektrochemicznych stali niskowęglowych pod wpływem zaabsorbowanego wodoru

Pietkun-Greber I., Janka R. M., Liśkiewicz J., Ulańczyk M.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 2

679--684

PL

W artykule przedstawiono ocenę podatności stali DC01 i S235 w stanie dostawy na niszczenie wodorowe. Ocenę badanych gatunków stali niskowęglowych przeprowadzono na podstawie przebiegu zmian wartości potencjałów elektrodowych oraz wartości SEM utworzonych galwanicznych ogniw wodorowych w funkcji czasu. Stwierdzono, że stal S235 w stanie dostawy wykazuje większą skłonność do niszczenia wodorowego aniżeli stal DC01.

EN

The article presents an assessment of the susceptibility of steel DC01 and S235 able to supply the destruction of hydrogen. The evaluation of the species tested low carbon steel was based on the courses of changes in the electrode potentials and SEM values of galvanic cells formed hydrogen as a function of time. It was conlluded that steel S235 in the delivery condition is more prone to hydrogen degradation than steel DC01.

8

Environmental degradation of titanium alloy in artificial saliva

Zieliński A., Zborowski Ł.

Advances in Materials Science

|

2012

|

Vol. 12, nr 3(33)

5-15

EN

The titanium and its alloys are potentially prone to hydrogen embrittlement, including those proposed for dental implants. The research has been aimed to assess a susceptibility to environment-enhanced degradation of the Ti-13Zr-13Nb alloy in artificial saliva with or without hydrofluoric acid, subject or not to cathodic polarisation. The results have shown that even if artificial saliva is safe environment, both cathodic polarization and cathodic current result in brittle cracking. Either hydride-related embrittlement or fluoride-related stress corrosion cracking are considered as potential sources.

9

Wpływ wodoru na warstwy azotowane na stali 34CrAlNi7-10

Ćwiek J.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 4-5

225-229

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu warstwy azotowanej jarzeniowo na stali 34CrAlNi7-10 na jej podatność na niszczenie wodorowe. Badania przeprowadzono rozciągając próbki z małą prędkością w powietrzu i środowisku kwaśnym podczas polaryzacji katodowej. Badano przenikanie oraz absorpcję wodoru przez warstwę azotowaną - wykonano elektrochemiczne pomiary przenikania wodoru przez membranę oraz pomiary ekstrakcji próżniowej. Przełomy próbek po próbach rozciągania obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego w celu określenia wpływu wodoru na zmianę charakteru pękania. Warstwy azotowane stanowią barierę dla wnikania wodoru do stali, przez co zmniejsza się jej podatność na niszczenie wodorowe. Wodór jest głównie akumulowany w strefie azotków. Nawodorowanie warstwy azotowanej nie powoduje zwiększenia jej kruchości w próbie odkształcania z małą prędkością.

EN

Studies on the influence of nitrided layer on 34CrAlNi7-10 on the susceptibility of steel to hydrogen degradation has been presented in the paper. Investigations were carried out using the slow strain tensile rate test (SSRT) in air and in an acidic environment under cathodic polarization. Permeation and absorption of hydrogen in nitrided layer were evaluated - an electrochemical hydrogen permeation test through a membrane, and hydrogen vacuum extraction test were performed. The fractured surface of the specimens with modified layers were examined using a scanning electron microscope (SEM) in order to determine the influence of hydrogen on change in the fracture mode. Plasma nitrided layers, being effective barriers to hydrogen entry into steel, decrease the susceptibility of steel to hydrogen degradation. Hydrogen is mainly accumulated in a compound nitrides zone. There is no evidences for increase in the brittleness of nitrided layers with absorbed hydrogen.

10

Interaction between hydrogen and a nitrided layer

Ćwiek J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 47, nr 1

34--41

EN

Purpose: of this paper is to reveal the influence of nitrided layer on 34CrAlNi7-10 steel to its susceptibility to hydrogen degradation. Investigation was carried out with the use of slow strain tensile rate test (SSRT). Design/methodology/approach: Nitriding was done in the nitrogen-hydrogen (or argon) gas atmospheres with various hydrogen content, i. e. 0%, 30%, and 70%, at the glow discharge at temperature 560°C for 6 hrs. In order to estimate the degree of hydrogen degradation SSRT test was conducted on round smooth specimens 4 mm in diameter. Tests were performed at ambient temperature either in dry air or in 0.005 M H2SO4 solution. The applied strain rate was 10-6 s-1. Tests in acid solution were conducted under cathodic polarization with constant current densities: 0.1; 1; 5 and 10 mA/cm2. Fracture surfaces after SSRT test were examined with scanning electron microscope (SEM) to reveal a mode and mechanism of cracking. Findings: Plasma nitrided layers are effective barriers to hydrogen entry into structural steel which decreases susceptibility of steel to hydrogen degradation. Hydrogen is mainly accumulated in a compact nitrides zone. Evidences of no increase in brittleness of nitrided layers with absorbed hydrogen were observed. Research limitations/implications: There is no possibility to perform direct observations of exact mechanism of hydrogen-assisted cracking so far. Further research should be taken to reveal the exact mechanism of increased plasticity of nitrided layer with absorbed hydrogen. Practical implications: Plasma nitrided layers are effective barriers to hydrogen entry into structural steel utilized in aggressive environments, which could be potential sources of hydrogen charging of exploited steels. Originality/value: Plasma assisted nitriding provides the formation of thin compact nitride zone which protects high-strength steels against corrosion and hydrogen degradation. Evidences of no increase in brittleness of nitrided layers with absorbed hydrogen were observed.

11

Wpływ wodoru na adhezję plateru do podłoża w złączach wytworzonych metodą walcowania na gorąco

Lublińska K., Gloc M., Szwed M., Zagórski A., Kurzydłowski K. J.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 11

602-604

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wodoru na adhezję plateru do podłoża w złączach wytworzonych metodą walcowania na gorąco. Badano próbki blachy stalowej C20Y (podłoże) platerowanej odporną na korozję stalą ferrytyczną X20Cr13 lub stalą X6Cr13 (z przekładką niklową). Wykonano próby ścinania oraz badania fraktograficzne powierzchni przełomów stosując technikę elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Wykazano, że w badanych złączach, wodór powoduje spadek wytrzymałości na ścinanie (osłabienie adhezji) połączenia między stalą niestopową a platerem wykonanym z odpornej na korozję stali ferrytycznej, podobnie jak w przypadku złączy wytwarzanych metodą wybuchową.

EN

In this work the results of the influence of hydrogen on adhesion of plated coating in joints zone produced by hot rolling are presented. The samples of carbon steel C20Y (base) plated ferritic stainless steel X20Cr13 or X6Cr13 (with nickel interlayer) were investigated. Specimens were destructively tested in bond shear test. Scanning electron microscopy (SEM) was used for a through examination of the shear fracture surface. It was shown that hydrogen causes a decrease in shear strength (weakness of adhesion) of the interface between the carbon steel (base plate) and ferritic stainless steels bonded by hot rolling, similarly as in the joints produced by explosive cladding method.

12

Nowe metody badań korozji i pękania wodorowego materiałów eksploatowanych w umiarkowanych warunkach

Zieliński A., Świeczko-Żurek B., Sobieszczyk S., Ossowska A.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 11

641-643

PL

Przedstawiono założenia testu niskocyklowego zmęczenia nawodorowanego materiału oraz oceny odporności korozyjnej biomateriału bazującej na oznaczaniu ilości metalu w roztworze.

EN

The outlines of low cycle fatigues test of moderately hydrogen charged and of an assessment of corrosion resistance of biomaterial based on an assessment of quantity of dissolved metal are proposed.

13

Prevention methods against hydrogen degradation of steel

Ćwiek J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

214-221

EN

Purpose: of this paper is presentation of mechanisms and forms of hydrogen degradation in steel along with pointing out methods for hydrogen degradation prevention. Design/methodology/approach: Hydrogen degradation of steel is a form of environmentally assisted failure which is caused by the action of hydrogen often in combination with residual or applied stress resulting in reduction of plasticity, load bearing capacity of a component, and cracking. Findings: The sources of hydrogen in steel were presented. Forms of hydrogen presence in metals, mechanisms of hydrogen degradation, and types of hydrogen induced damage were discussed in details. Five specific types of hydrogen induced damage to metals and alloys could be distinguished: hydrogen embrittlement, hydrogen-induced blistering, cracking from precipitation of internal hydrogen, hydrogen attack, cracking from hydride formation. Practical implications: Methods for hydrogen degradation prevention include: selection of suitable material, modifying environment to reduce hydrogen charging, and use of surface coatings and effective inhibitors. Originality/value: Originality the paper outlines the problem of hydrogen degradation of steel and other alloys, delivering knowledge to undertake preventive or remedial actions in order to avoid hydrogen induced degradation.

14

Evaluation of hydrogen degradation of high-strength weldable steels

Ćwiek J., Michalska-Ćwiek J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 42, nr 1-2

103-110

EN

Purpose: of this paper is evaluation of susceptibility of a high-strength steel and welded joints to hydrogen degradation and establishing of applicable mechanism of their hydrogen embrittlement and hydrogen delayed cracking. Design/methodology/approach: High-strength quenched and tempered steel grade S690Q and its welded joints have been used. Susceptibility to hydrogen embrittlement of steel and welded joints has been evaluated using monotonically increasing load. Slow strain rate test (SSRT) was carried out in hydrogen generating environment, i.e. artificial sea water under cathodic polarization. Susceptibility to hydrogen delayed cracking has been evaluated under constant load in artificial sea water under cathodic polarization. Fractographic examinations with the use of scanning electron microscope (SEM) were performed to establish suitable mechanism of hydrogen-enhanced cracking. Findings: Tested high-strength steels and its welded joints are susceptible to hydrogen embrittlement when evaluated with the use of SSRT. The loss of plasticity is higher for welded joints then for the base metal. Tested steels and welded joints reveal high resistance to hydrogen degradation under constant load. Research limitations/implications: Further research should be taken to reveal the exact mechanism of crack initiation. Practical implications: Tested steel and its welded joints could be safely utilized in marine constructions under cathodic protection provided that overprotection does not take place. Tested steel could be safely utilized within elastic range of stress in hydrogen generating environments. Originality/value: Hydrogen-enhanced localized plasticity (HELP) model is more applicable mechanism of hydrogen degradation for tested steel and its welded joints under monotonically increasing load in seawater environment. Under the critical load and hydrogen concentration notched samples premature failed and hydrogen-enhanced localised plasticity (HELP) model is a viable degradation mechanism.

15

Korozja wodorowa złącza plater - blacha stalowa wytworzonego metodą walcowania na gorąco

Lublińska K., Szummer A., Gloc M., Szwed M., Zagórski A., Kurzydłowski K. J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 1

127-134

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu wodoru katodowego na złącza plater - blacha stalowa wytworzone metodą walcowania na gorąco. Badania wykonano na próbkach blachy stalowej 20Y (stanowiącej podłoże) platerowanej odporną na korozję stalą ferrytyczną OH 13 lub stalą 2H13. W celach porównawczych badano także próbki z przekładką niklową. Wykonano badania mikrostrukturalne i mikroanalityczne oraz pomiary mikrotwardości próbek w stanie początkowym oraz po nasycaniu wodorem katodowym. W badaniach strukturalnych stosowano techniki mikroskopii świetlnej, elektronowej mikroskopii skaningowej oraz technikę mikroanalizy rentgenowskiej składu chemicznego. Wykazano, że mikrostruktura złączy plater - blacha stalowa wytworzonych metodą walcowania na gorąco może ulegać degradacji wodorowej (korozji wodorowej) w temperaturze otoczenia.

EN

The influence of hydrogen on microstructure of the interface between carbon steel Y20 (base plate) and OH 13, 2H13 ferritic stainless steels bonded by hot rolling, was investigated. For comparative purposes, additional samples with a nickel interlayer between the carbon steel and stainless steel were studied. Light and scanning electron microscopy were used to investigate the microstructure and chemical composition measured using X-ray EDS microanalysis. Microhard-ness profiles were obtained across the interface. It was found that cathodic hydrogen causes significant degradation of the microstructure (hydrogen degradation) of the join in hot rolled clad plates at ambient temperature.

16

Hydrogen degradation of high-strength steels

Ćwiek J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

193-212

EN

Purpose: of this paper is to evaluate susceptibility of high-strength steels and welded joints to hydrogen degradation and to establish applicable mechanism of their hydrogen embrittlement and hydrogen delayed cracking. Design/methodology/approach: High-strength quenched and tempered steel grade S690Q and its welded joints have been used. Structural low-alloy steel 34CrAlNi7-10 with various plasma nitrided layers was evaluated. Susceptibility to hydrogen embrittlement of steel, welded joints, and nitrided layers was evaluated using monotonically increasing load. Slow strain rate test (SSRT) was carried out in hydrogen generating environments. Susceptibility to hydrogen delayed cracking was evaluated under constant load in artificial sea water. Fractographic examinations with the use of a scanning electron microscope (SEM) were performed to establish suitable mechanism of hydrogen-enhanced cracking. Findings: Tested high-strength steel and its welded joints are susceptible to hydrogen embrittlement when evaluated with the use of SSRT. The loss of plasticity is higher for welded joints then for the base metal. Tested steel and welded joints reveal high resistance to hydrogen degradation under constant load. Plasma nitrided layers are effective barriers for hydrogen entry into structural steel. Research limitations/implications: There has been no possibility to perform direct observations of exact mechanism of hydrogen-assisted cracking so far. Further research should be taken to reveal the exact mechanism of increased plasticity of a nitrided layer with absorbed hydrogen. Practical implications: Tested steel and its welded joints could be safely utilized within elastic range of stress in hydrogen generating environments, and constructions under cathodic protection provided that overprotection does not take place. Originality/value: Hydrogen-Enhanced Localized Plasticity (HELP) model is a more applicable mechanism of hydrogen degradation than the others for high-strength steels in hydrogen generating environments. Evidences of likely increased plasticity of nitrided layers with absorbed hydrogen were observed.

17

Plasma Nitriding as a Prevention Method Against Hydrogen Degradation of Steel

Ćwiek J.

Advances in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, nr 1(19)

4-13

EN

Aim of this paper is evaluation of susceptibility of plasma nitrided structural steel to hydrogen absorption and degradation. Structural steel, nitrided at glow discharge in the gas mixture of various N2, H2, Ar content was subjected to cathodic hydrogen charging in acid solution simulating the aged engine oil. The effect of the nitrided layers on the hydrogen transport and on the irreversible trapping was evaluated by the measurements of the hydrogen permeation rate and by the vacuum extraction, respectively. Surfaces with modified layers were examined with the use of a scanning electron microscope (SEM) before and after hydrogen permeation tests. In the presence of the not defected compact nitride layer, no hydrogen permeation through the steel has been stated under the experimental conditions. Absorbed hydrogen was accumulated within this layer. Using the atmosphere of the higher nitrogen to hydrogen ratio at plasma assisted nitriding provides the formation of thin compact nitride zone, highly protective against corrosion and hydrogen degradation.

18

Steel clad plates hydrogen degradation evaluation using ultrasonic defectoscopy method

Szwed M., Lublińska K., Gloc M., Manaj W., Kurzydłowski K. J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2009

|

Vol. 33, nr 4

51-57

EN

This paper presents results of hydrogen degradation tests of steel clad plates by the ultrasonic defectoscopy. The subject of the tests were samples of low-alloy steel 12CrMo4-5 coated with austenitic steel X2CrNi19-11 using explosive cladding method. The samples were subjected to a thermocycling process within the temperature range from 25 to 450 degrees centigrade in the gaseous hydrogen atmosphere. Detailed microstructural and microanalytical tests of the areas indicated by the ultrasonic defectoscopy were carried out to verify the results of the ultrasonic tests. The structural observations were carried out by light microscopy, scanning electron microscopy (SEM). X-ray microanalysis of chemical composition (EDS) was also performed. The results show that with properly selected measurement settings, the ultrasonic defectoscopy allows to detect early stages of hydrogen degradation in clad plates.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań degradacji wodorowej blach platerowanych metodami defektoskopii ultradźwiękowej. Przedmiotem badań jest blacha ze stali niskostopowej 13CrMo4-5 platerowana metodą wybuchową austenityczną stalą X2CrNi19-11. Wykonano cykliczną obróbkę cieplną w zakresie temperatury od 25 do 450 stopni Celsjusza w atmosferze wodoru. Weryfikację wyników badań ultradźwiękowych dokonano przez obserwację mikrostruktury stali w obszarach wytypowanych za pomocą badań ultradźwiękowych. Stosowano metody mikroskopii świetlnej, elektronowej mikroskopii skaningowej oraz mikroanalizę rentgenowską (EDS). Stwierdzono, że dobór parametrów pomiarowych metodą defektoskopii ultradźwiękowej umożliwia wykrywanie wczesnych etapów degradacji wodorowej mikrostruktury stali blach platerowanych.

19

Hydrogen Enhanced-Cracking of High-Strength Steel Welded Joints

Ćwiek J.

Advances in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, nr 4(18)

4-13

EN

Aim of this paper is evaluation of susceptibility of high-strength steel welded joints to hydrogen degradation and establishing of applicable mechanism of their hydrogen-enhanced cracking. High-strength quenched and tempered steel grade S690Q and its welded joints have been used. Susceptibility to hydrogen degradation of steel and welded joints has been evaluated using monotonically increasing load. Slow strain rate test (SSRT) was carried out on round smooth specimens in air, and seawater under cathodic polarization. Elongation and reduction in area were choosen as measures of susceptibility to hydrogen embrittlement. Fractographic examinations with the use of scanning electron microscope (SEM) were performed to establish suitable mechanism of hydrogen-enhanced cracking of the welded joints. Tested high-strength steel and its welded joints are susceptible to hydrogen embrittlement when evaluated with the use of SSRT. The loss of plasticity is higher for welded joints then for the base metal. There is no possibility to perform direct observations of exact mechanism of hydrogen-assisted cracking so far. On the base of mechanical tests and fractographic observations it is likely to deduce which of nowadays models of hydrogen degradation and cracking is the most viable. Tested steel and its welded joints could be safely utilized in marine constructions under cathodic protection provided that overprotection does not take place. Hydrogen-enhanced localized plasticity (HELP) model is more applicable mechanism of hydrogen degradation than other for high-strength welded joints in seawater environment.

20

Odporność na zużycie ścierne i niszczenie wodorowe austenitycznych stopów Fe-Mn-C

Balitskii A., Chmiel J., Kawiak P., Ripey I., Kolesnikov V.

Problemy Eksploatacji

|

2007

|

nr 4

7-16

PL

Zbadano wpływ dodatków stopowych na strukturę powierzchni i strefy podpowierzchniowej w austenitycznych żeliwach stopowych Fe-Mn-C, modyfikowanych dodatkami Cr, V i Ti w warunkach zużycia przy zmien-nym obciążeniu i niszczenia wodorowego. Wykazano, że dodatki stopowe różnie wpływają na odporność na zużycie i niszczenie wodorowe. W warunkach braku smaru grafit może adsorbować go w ograniczonej ilości i pewne ilości dostarczać na powierzchnię zapobiegając tym samym mikro-zgrzewaniu tych powierzchni i zużyciu katastrofalnemu.

EN

A study was carried out to analyses the influence of alloying elements on the surface and under surface layers structure of Fe-Mn-Cu alloys modified by Cr - V - Ti during the wear under different loading and hydrogen embrittlement. It was shown that alloying elements increases operational properties in the different ways. It was established that an increase of hardness and the change of the structural-phase structure of the investigated alloys in conditions of dry friction at constant loading and high-speed modes can be accompanied by a reduction of the intensity of the wear process that is a transition from pathological modes of the destruction of a material to a normal operating mode wear process.