• HIC HYDROGEN

Il presente lavoro di tesi si propone di studiare e monitorare l’infragilimento da parte dell’idrogeno, negli acciai che si trovano a contatto con ambienti tipici del settore petrolchimico. Molte apparecchiature e tubazioni in acciaio utilizzate per la lavorazione ed il trasporto di idrocarburi si trovano ad operare in ambienti caratterizzati dalla presenza di acido solfidrico e fase acquosa, noto anche come ambiente sour. Queste condizioni di servizio possono essere molto deleterie, in quanto la presenza di solfuri può dar luogo o a Sulfide Stress Cracking oppure a catalizzare la penetrazione dell’idrogeno nella matrice metallica. Tutto ciò può comportare l’alterazione delle proprietà meccaniche del materiale e l’instaurarsi di una serie di meccanismi di danneggiamento, fino ad arrivare al cedimento strutturale dell’apparecchiatura.
Per riprodurre ambienti critici sour è stata valutata la possibilità di utilizzare tiosolfato di sodio per condurre prove alternative alle prove NACE TM 0177 e NACE TM 0284, in modo da semplificare le procedure sperimentali per la verifica dell’infragilimento dell’acciaio. Da test preliminari condotti si è osservato che all’aumentare delle concentrazioni di tiosolfato di sodio sciolto in soluzione, il flusso di idrogeno permeante fosse inferiore (come riportato in letteratura). Inizialmente è stato ipotizzato che la causa fosse del prodotto di corrosione che andava formandosi sulla superficie del campione. Con studi successivi è stato dimostrato invece che all’aumentare della concentrazione di tiosolfato aumentava il potenziale di corrosione all’equilibrio, e quindi diminuiva la corrente catodica di formazione dell’idrogeno atomico; con ulteriori test si è verificato che l’aggiunta di sequestrante acido fosse in grado di far introdurre quantità ben maggiori di quelle riportate in letteratura, e che un abbassamento del pH producesse quantità di idrogeno atomico tali da aumentarne il flusso notevolmente.

Contemporaneamente allo studio dell’ambiente sour, è stato messo a punto e sviluppato un innovativo sensore: HELIOS, in grado di monitorare flussi di idrogeno permeanti attraverso le superfici metalliche. Lo strumento HELIOS si è dimostrato capace nel sostituire l’ormai nota tecnica elettrochimica di DEVANHATAN, sia per la misura del coefficiente di diffusione che per il rilevamento dell’idrogeno adsorbito su di una superficie metallica. Dalla prova finale, effettuata su di uno spezzone di tubo metallico si è inoltre verificato come HELIOS sia particolarmente indicato su misura in campo ( serbatoi, tubazioni..) e per effettuare analisi in situ, senza l’utilizzo di tecniche invasive. Sono in via di sviluppo studi futuri, tali da poter correlare i valori di permeazione alla velocità corrosione di un materiale.