L’HIC, o criccatura indotta da idrogeno, è un fenomeno corrosivo che può avere gravi conseguenze per le strutture in acciaio, specialmente nelle pipeline e nei recipienti a pressione. La comprensione e la gestione di questo fenomeno sono fondamentali per garantire la sicurezza e l’integrità delle infrastrutture industriali.
Cos’è l’HIC?
L’HIC è un tipo di corrosione causato dall’assorbimento di idrogeno nell’acciaio, che porta alla formazione di cricche. Questo processo è innescato dalla corrosione in ambienti umidi contenenti acido solfidrico (H₂S).
Storia dello standard NACE TM 0284
Originariamente preparato nel 1984, lo standard NACE TM 0284 è stato creato per fornire condizioni di prova standard per la valutazione degli acciai utilizzati nelle pipeline. Nel tempo, il campo di applicazione si è esteso includendo anche raccordi e flange.
Componenti coperti dallo standard
Lo standard NACE TM 0284 copre diversi componenti:
- Tubi di acciaio: fondamentali per le pipeline.
- Lamiere: utilizzate nella fabbricazione di recipienti a pressione.
- Raccordi e flange: critici per la connessione delle pipeline.
Metodi di prova per l’HIC
Il metodo di prova consiste nell’immergere i provini di acciaio in soluzioni sature di acido solfidrico per un periodo determinato, tipicamente 96 ore. Successivamente, i provini vengono esaminati per identificare e misurare le cricche.
Descrizione delle soluzioni di prova
- Soluzione A: Include cloruro di sodio (NaCl) e acido acetico (CH₃COOH).
- Soluzione B: Contiene acqua di mare sintetica.
Entrambe le soluzioni vengono utilizzate a temperatura ambiente e pressione atmosferica.
Procedure di test
I provini vengono immersi nelle soluzioni di prova per 96 ore. Dopo il periodo di prova, i campioni vengono estratti, lucidati ed esaminati metallograficamente per identificare le cricche.
Analisi dei risultati
Le cricche riscontrate sui provini vengono misurate in termini di profondità e lunghezza. Questi valori sono espressi come rapporti unitari e medi, determinando i valori di CSR (Crack Sensitivity Ratio), CLR (Crack Length Ratio) e CTR (Crack Thickness Ratio).
Calcolo dei Valori di CSR, CLR e CTR
- CSR (Crack Sensitivity Ratio): misura la sensibilità dell’acciaio alle cricche.
- CLR (Crack Length Ratio): rappresenta la lunghezza delle cricche rispetto alla lunghezza del provino.
- CTR (Crack Thickness Ratio): indica la profondità delle cricche rispetto allo spessore del provino.
Fenomeno dell’assorbimento di idrogeno
L’assorbimento di idrogeno nell’acciaio può portare alla formazione di cricche, che possono collegarsi tra loro e formare scanalature. Questo fenomeno è influenzato dalle proprietà dell’acciaio, dai processi di fabbricazione e dalle condizioni ambientali.
Effetti negativi dell’HIC
Uno degli effetti più gravi dell’HIC è la riduzione dello spessore delle pareti delle strutture in acciaio, che può portare alla rottura sotto sollecitazione. Questo è particolarmente preoccupante per pipeline e recipienti a pressione.
Termini storici per l’HIC
In passato, il fenomeno dell’HIC era conosciuto con vari termini, come stepwise cracking e blister cracking. Oggi, il termine universalmente accettato è hydrogen-induced cracking.
Formazione delle bolle di idrogeno
La formazione di bolle di idrogeno nell’acciaio è un fenomeno critico che è stato studiato a partire dagli anni ’40. Questo fenomeno è stato riconosciuto come problematico soprattutto dopo la rottura di diverse condutture negli anni ’70.
Casi di studio e incidenti storici
Negli anni ’70, la rottura di alcune condutture ha portato a un’ampia riconoscenza dell’HIC come problema per le pipeline. Questi incidenti hanno spinto a ulteriori ricerche e allo sviluppo di standard di prova come il NACE TM 0284.
Conclusione
La criccatura indotta da idrogeno è un problema serio per le strutture in acciaio. Lo standard NACE TM 0284 offre un metodo standardizzato per valutare e confrontare la resistenza degli acciai a questo tipo di corrosione. La prevenzione e il monitoraggio continuo sono essenziali per garantire la sicurezza delle infrastrutture.
FAQs
Che cos’è l’HIC?
○ L’HIC è una forma di corrosione dell’acciaio causata dall’assorbimento di idrogeno che porta alla formazione di cricche.
Come si misura l’HIC?
○ L’HIC si misura esaminando i provini di acciaio dopo l’immersione in soluzioni sature di acido solfidrico e calcolando i valori di CSR, CLR e CTR.
Quali sono gli effetti dell’HIC sugli acciai?
○ L’HIC può ridurre lo spessore delle pareti delle strutture in acciaio, portando alla rottura sotto sollecitazione.
Cosa prevede lo standard NACE TM 0284?
○ Lo standard NACE TM 0284 stabilisce le condizioni di prova per valutare la resistenza degli acciai alla criccatura indotta da idrogeno.
Come si possono prevenire i danni da HIC?
○ La prevenzione dei danni da HIC include l’uso di materiali resistenti, il monitoraggio continuo e l’adozione di standard di prova come il NACE TM 0284.
Quanto tempo durano le HIC?
○ Il test di HIC dura 96 ore e successivamente avviene l’indagine metallografica per la determinazione di CSR,CLR e CTR.
