INTRODUCCIÓN Los efectos nocivos de los ambientes de hidrógeno a alta temperatura y alta presión sobre las propiedades mecánicas de los aceros han sido reconocidos al menos desde principios de siglo. En 1960 @ Class(1) revisó el problema general del daño por hidrógeno y describió la evolución de los aceros alemanes destinados al servicio en hidrógeno. Los aceros que describió contenían uno o más de los siguientes elementos de aleación: cromo@ molibdeno@ vanadio@ tungsteno@ níquel@ cobalto@ titanio@ columbio@ y tantalio. Más recientemente, en 1964, Fletcher y Elsea(2) compilaron una revisión exhaustiva de los efectos del hidrógeno en el acero. El Consejo de Investigación sobre Soldadura también ha publicado un boletín(3) que es un informe interpretativo sobre los efectos del hidrógeno en los aceros para recipientes a presión. La fragilización por hidrógeno de los recipientes y estructuras empleados en los diversos procesos de hidrogenación fue el principal problema encontrado por primera vez al utilizar hidrógeno. Este problema se superó en gran medida mediante el estudio del tratamiento térmico de los aceros utilizados en la fabricación de la vasija del reactor y mediante la adición de elementos que reducen la temperatura de transición dúctil-frágil. Con el desarrollo de los procesos de hidrogenación que requieren el uso de presiones y temperaturas más altas@ surgió el problema del deterioro de las propiedades mecánicas del acero por el proceso de descarburación más fisuración interna@ conocido como ataque de hidrógeno@. Se ha establecido firmemente que el ataque del hidrógeno resulta de la reacción del hidrógeno presente a altas presiones en los microhuecos preexistentes en el acero con el carbono de los carburos del acero para producir metano que no se difunde y que expande los huecos hasta formar fisuras (4 -11). La reacción de ataque del hidrógeno acelera la eliminación de carbono de la microestructura y provoca la disociación de los carburos. La guía principal en los últimos años para la selección de aceros para servicio en hidrógeno ha sido un gráfico publicado por primera vez por Nelson en 1951(12). Puede encontrar una versión actualizada del gráfico en la publicación API 941(13). Este gráfico se muestra en la Figura 1. El gráfico de Nelson, basado en el comportamiento real de los aceros estructurales en instalaciones comerciales, indica los límites operativos recomendados de temperatura y presión parcial de hidrógeno para ciertos aceros al carbono y de baja aleación. El objetivo principal del presente proyecto ha sido ampliar nuestra capacidad para predecir las condiciones de presión de hidrógeno y temperatura de la pared que resultarán en daños permanentes por hidrógeno (fisuras) en aceros de baja aleación. Muchos investigadores han intentado estudiar el fenómeno del ataque del hidrógeno. Sin embargo, la mayoría de los estudios previos se realizaron exponiendo hidrostáticamente muestras de acero a altas presiones y temperaturas de hidrógeno gaseoso. Esta técnica no simula con precisión las condiciones de exposición que se encuentran en los recipientes a presión. Thygeson(14) demostró de manera convincente que la técnica de exposición tiene un efecto muy significativo sobre el grado de ataque del hidrógeno. Comparó la resistencia a la tracción del acero a temperatura ambiente antes y después de la exposición al hidrógeno hidrostático de alta presión y a la prueba de bomba de presión de hidrógeno de alta presión. Por lo tanto, para obtener una mejor comprensión del fenómeno del ataque de hidrógeno en recipientes a presión, se debe utilizar una técnica de exposición dinámica, una situación experimental con un gradiente sostenido de hidrógeno. Esta técnica de exposición dinámica fue diseñada por Stueber(7@8) y posteriormente utilizada por Bisaro(9@10).
API PUBL 945-1975 Historia
1975API PUBL 945-1975 UN ESTUDIO DE LOS EFECTOS DEL HIDRÓGENO A ALTA TEMPERATURA@ Y ALTA PRESIÓN EN ACEROS DE BAJA ALEACIÓN