Los investigadores de la Universidad Politécnica Peter the Great de San Petersburgo (SPbPU) y el Instituto de Problemas de Ingeniería Mecánica de la Academia de Ciencias de Rusia estudiaron la distribución de hidrógeno en metales en el proceso de pruebas estándar para el craqueo de hidrógeno. Descubrieron que hay un efecto de superficie que no permite que el hidrógeno entre en el metal. Esto puede resultar en errores en el control de calidad industrial del material, ya errores fundamentales en términos de investigación científica sobre la fragilización por hidrógeno. El hallazgo fue publicado en Revista Internacional de Mecánica Continua y Termodinámica .

El hidrógeno influye en gran medida en las propiedades de varios materiales, lo que es importante para casi todas las tecnologías industriales. Puede entrar en el metal fundido y permanecer en él después de la solidificación. Durante el uso de piezas metálicas, la saturación de hidrógeno se produce debido a la corrosión, fricción o deformación plástica. El agua es la fuente más común de hidrógeno. Las propiedades de los metales se ven afectadas drásticamente en presencia de cualquier aditivo. Se vuelven frágiles grieta, perder durabilidad. Solo un átomo de hidrógeno por cada cientos de miles de átomos de metal es suficiente, mientras que otras impurezas pueden causar algún daño en concentraciones mucho más altas. Una pequeña concentración de hidrógeno es difícil de arreglar, lo que plantea problemas con la medición directa de su contenido en metales, especialmente su distribución dentro de capas metálicas de micras de espesor. Se suelen utilizar medidas indirectas, en particular, el tiempo de saturación con hidrógeno se normaliza.

Los materiales de construcción se prueban antes de su uso en condiciones de saturación de hidrógeno. Los más comunes son la saturación electroquímica de muestras de metal en una solución de electrolito y la saturación en una solución de sal neutra mientras pasa sulfuro de hidrógeno. Por lo general, se considera que estos métodos proporcionan una saturación universal de las muestras similar a las condiciones naturales.

Los científicos han descubierto si esto es cierto. Los estudios se llevaron a cabo en un analizador de hidrógeno espectrométrico de masas industrial de alta sensibilidad. Fue posible medir la distribución de las concentraciones de hidrógeno en muestras de acero de una forma estándar hecha de acero inoxidable, tubo, puente y acero resistente a la intemperie. Se detectó el efecto de superficie:se basa en el hecho de que surge una concentración anormalmente alta de hidrógeno en la capa delgada de metal en la superficie de la muestra, que es cientos de veces mayor que la concentración interna de hidrógeno. Esta capa superficial de metal, con un grosor de unas 50 micras, crea una especie de "escudo" que evita la entrada de hidrógeno en el metal. También se desarrolló un modelo teórico en términos de la descripción matemática de este fenómeno.

"Esta es una nueva mirada a las pruebas industriales de la resistencia al hidrógeno de los metales, aplicado en muchos métodos estandarizados de control de calidad. Resulta que no es equivalente a la saturación de hidrógeno real que se produce durante la explotación de piezas metálicas. Esto provoca errores en la evaluación de las propiedades de los metales. Es importante comprender que las aleaciones modernas de alta resistencia son muy sensibles a la influencia del hidrógeno, por lo que se requieren pruebas adicionales y el desarrollo de nuevos métodos de pruebas industriales, "dice Vladimir Polyansky, profesor de SPbPU. "Planeamos estudiar cuánto se manifiesta el efecto de superficie que descubrimos en construcciones reales sometidas a cargas termomecánicas, y cuál es la relación entre el modelo de saturación de hidrógeno y la fragilidad de los metales que se produce durante la explotación industrial real ".