수소취성 (Hydrogen Embrittlement)

수소취성 (Hydrogen Embrittlement)

고장력 볼트와 구조물 재료를 생산 발주를 받으면 간혹 고객사의 요구 사항에 항상 수소취성제거 항목이 들어 있는 것을 확인할 수 있습니다.

이는 사용 중에 내부에 잔존하는 수소에 의해 제품이 쉽게 파손이 될 수 있기 때문입니다.

일반적으로 수소취성 제거를 위해 베이킹 처리를 하게 되는데...오늘은 수소취성 처리에 대해 알아 볼까 합니다.

 

 

 

.1. 수소취성이란?

금속재료 특히 철강 중에 흡수된 수소에 의하여 강재의 연성과 인성이 저하되는 것으로 소성변형 없이도 파괴되는 경향이 증대되는 현상을 말합니다. 혹은 수소흡수에 의한 파괴를 지연파괴라고도 부르며 이는 주로 결정입계나 응력 집중부위 또는 인장응력이 걸리는 부위에서 주로 일어나게 됩니다. 

 

 

 

.2. 수소취성의 발생 기구

H2O + e → H + OH-

H + e- → H(acid solution)

수소 취성은 수소가 강재내에 혼입 되어야 발생하고 수소는 주기율표 상 가장 작은 원소로 재료마다 확산 속도의 차이가 있지만 금속 내부로 확산이 가능합니다.(원자번호 1번) 재료내의 트랩 상태에 따라 수소 혼입량의 차이가 발생하고 가스 환경 보다는 전기화학적 환경하에 놓여 있을 때 더 용이하게 강재에 혼입된다. 

 

 

 

.3. 수소 취성 발생 공정

탈지

산처리

전해탈지

전지도금

박리

.

 

 

 

.4. 방지대책

고탄소강 등 수소취성에 취약한 강은 산처리 대신 블러스팅 등으로 녹을 제거 한다.

산처리 대신 알칼리 탈청한다.

아연도금 시 산성아연 도금이나 미케니컬 도금 한다.

구리도금에서는 시안화 구리보다 피로인상 구리 도금을 사용한다.

산세 후 가열된 알칼리 용액에 넣어 침입한 수소를 도금 전에 제거 한다.

도금 완료 후 베이킹 처리(150~260도)를 한다.

샌드처리

 

출처: https://likekderi.tistory.com/54