پدیده تردی هیدروژنی (Hydrogen Embrittlement) یکی از مشکلات جدی و مخرب در مهندسی مواد و سازه‌های فلزی است که در ادامه به‌صورت کامل و طبقه‌بندی‌شده توضیح داده می‌شود:
🔍 تردی هیدروژنی چیست؟
تردی هیدروژنی پدیده‌ای است که طی آن اتم‌های هیدروژن وارد ساختار فلز (معمولاً فلزات با استحکام بالا مانند فولادهای سخت‌کاری‌شده) شده و باعث کاهش شدید شکل‌پذیری و شکست ناگهانی آن می‌شوند.
❗ چرا تردی هیدروژنی مهم است؟
- ممکن است باعث شکست ناگهانی و بدون هشدار سازه یا قطعه شود.
- خطرات جدی در صنایع حساس مانند هوافضا، خودرو، نفت و گاز ایجاد می‌کند.
- می‌تواند حتی در شرایط بارگذاری پایین نیز منجر به شکست فاجعه‌بار شود.
- در اتصالات جوشی، پیچ‌ها، فنرها، و قطعات آبکاری‌شده به‌وفور دیده می‌شود.
💥 خسارات ناشی از تردی هیدروژنی
- ترک‌خوردگی داخلی یا سطحی فلز
- شکست قطعه در حین کار یا پس از مونتاژ
- افزایش هزینه تعمیر و نگهداری
- حادثه‌آفرینی در صنایع حساس (مثل سقوط سازه، آتش‌سوزی، انفجار و…)
📌 وقوع پدیده تردی هیدروژنی در چه شرایطی است؟
- هنگام یا پس از فرآیندهایی مانند:
- جوشکاری
- آبکاری (به‌ویژه آبکاری الکترولیتی)
- اسیدشویی و زنگ‌زدایی
- اکستروژن، نورد یا کشش
- هنگامی که فلز در معرض گازهای دارای هیدروژن باشد یا در محیط‌های مرطوب
🧪 دلایل ایجاد تردی هیدروژنی
- ورود اتم‌های هیدروژن به درون ساختار بلوری فلز
- تمرکز تنش‌های موضعی
- جذب هیدروژن از محیط‌های اسیدی یا مرطوب
- آبکاری یا جوشکاری بدون کنترل مناسب
- استفاده از فولاد با استحکام بالا بدون تمهیدات ضد هیدروژن
✅ روش‌های جلوگیری از تردی هیدروژنی
- استفاده از مواد با حساسیت پایین به تردی هیدروژنی
- کنترل فرآیندهای تولیدی (مثل جوشکاری، آبکاری)
- پیش‌گرمایش و عملیات حرارتی پس از فرآیند (خصوصاً baking)
- محدود کردن قرار گرفتن در معرض محیط‌های مرطوب و اسیدی
- پوشش‌دهی مقاوم به نفوذ هیدروژن
🧴 روش‌های جلوگیری از تردی هیدروژنی در آبکاری
- استفاده از حمام‌های آبکاری کم هیدروژن
- انجام عملیات پخت (baking) بلافاصله پس از آبکاری (معمولاً در دمای ۱۹۰-۲۳۰ درجه سانتی‌گراد برای ۲ تا ۲۴ ساعت)
- پیش‌آبکاری مناسب برای حذف آلودگی و کنترل خوردگی
- استفاده از پوشش‌های نفوذناپذیر به هیدروژن
- انتخاب آبکاری بدون الکترولیت (Electroless plating) در صورت امکان
🧯 کدام گازها خطر تردی هیدروژنی ندارند؟
گازهایی که فاقد هیدروژن یا ترکیبات هیدروژنی فعال هستند:
- نیتروژن (N₂)
- آرگون (Ar)
- هلیوم (He)
- دی‌اکسید کربن (CO₂)
- هوای خشک و تمیز
- اکسیژن (O₂) (با احتیاط در فرایندهای احتراقی)
