Väteembrittlement

Väteembrittlement, eller hydrogen embrittlement, är en metallurgisk process där metaller förlorar duktilitet och hållfasthet när de utsätts för väte. Väteatomer diffunderar in i materialet och kan leda till sprickbildning och plötsliga brott vid belastningar som annars hade varit säkra. Fenomenet är särskilt vanligt i högstyrka stål, rostfria stål samt nickel-, titan- och vissa aluminiumlegeringar, särskilt i miljöer där väte frigörs eller diffunderar genom korrosion, elektroplätering eller svetsning.

Mekanismerna bakom väteembrittlement beskrivs ofta som HEDE (hydrogen-enhanced decohesion) och HELP (hydrogen-enhanced localized plasticity). HEDE innebär att väte sänker sammanhållningen vid kristallgränserna och främjar sprickbildning, medan HELP beskriver hur väte underlättar lokal plastisk deformation vid defekter och sprickkanter. Hos vissa legeringar kan även hydidbildning öka känsligheten.

Väte når material genom olika källor: diffusion från syrerika miljöer via korrosion, elektroplätering och svetsning där väte frigörs, samt högt tryck av väte i gasmiljöer. Kombinationen av väte och spänningar ökar risken för sprickor och brott.

Förebyggande åtgärder inkluderar materialval (t.ex. legeringar med låg mottaglighet för väte), ytbearbetning och beläggningar som hindrar väteupptag, kontroll av vätekällor och processer (bake-out eller avlägsnande av väte före kritisk belastning), samt konstruktion som minskar spänningskoncentrationer och belastningar. Diagnostik innefattar tester under väteexponering (HIC, SSRT), fraktografisk analys och tekniker som termisk desorption-spektroskopi för att kvantifiera absorberat väte.