prova di corrosione HIC (Hydrogen Induced Cracking)

La prova di corrosione HIC consiste nell’esaminare diversi campioni prelevati da tubi (metallo base o area saldata) o da lamiere, immergendoli per un tempo determinato (tipicamente 96 ore) in due soluzioni sature di acido solfidrico. La soluzione A include cloruro di sodio (NaCl) e acido acetico (CH3COOH), mentre la soluzione B contiene acqua di mare sintetica. La prova viene effettuata a temperatura ambiente e in pressione atmosferica. Dopo il periodo di prova, i campioni vengono estratti, lucidati ed esaminati metallograficamente. Le cricche riscontrate vengono misurate e le loro dimensioni (profondità e lunghezza) vengono rapportate a quelle dei campioni. I risultati sono espressi tramite i valori di CSR (Crack Sensitivity Ratio), CLR (Crack Length Ratio) e CTR (Crack Thickness Ratio).

Lo standard NACE TM 0284, introdotto per la prima volta nel 1984, è stato creato per fornire un insieme di condizioni di prova standard per la valutazione di tubi in acciaio e per il confronto dei risultati ottenuti da diversi laboratori. Recentemente, l’attenzione verso i danni causati dal cracking indotto da idrogeno (HIC) anche su raccordi e flange in acciaio ha portato a includere anche questi componenti nella revisione più recente dello standard. Pertanto, l’attuale campo di applicazione della norma comprende acciai in forma di tubi, lamiere, raccordi e flange utilizzati nella fabbricazione di pipeline e recipienti a pressione.

Descrizione del fenomeno HIC

L’assorbimento di idrogeno generato dalla corrosione dell’acciaio in un ambiente umido contenente acido solfidrico (H2S) può causare diversi effetti, che dipendono dalle proprietà dell’acciaio, dalle modalità di fabbricazione e dei processi di formatura, dalle caratteristiche dell’ambiente e da altre variabili. Uno degli effetti negativi osservati è lo sviluppo di fessure lungo la direzione di laminazione dell’acciaio, che possono collegarsi formando scanalature lungo lo spessore. Queste crepe possono ridurre lo spessore delle pareti fino a quando la sollecitazione cui sono sottoposti tubazioni o recipienti a pressione diventa eccessiva, portando alla rottura. Questo fenomeno è talvolta accompagnato da vesciche di superficie.

Terminologia e storia del fenomeno

Termini come stepwise cracking, hydrogen pressure cracking, blister cracking o hydrogen-induced stepwise cracking sono ormai considerati obsoleti. L’istituto americano NACE International ha adottato il termine hydrogen-induced cracking (criccatura indotta da idrogeno), abbreviato HIC. Questo tipo di corrosione è strettamente legato alla formazione di bolle di idrogeno, un fenomeno criticamente studiato sin dagli anni ’40, ma riconosciuto come problematico per le pipeline solo a partire dagli anni ’70, dopo la rottura di alcune condutture.