Vliv vysokotlakého vodíku na kinetiku růstu trhlin ocelí pro výrobu tlakových lahví

Patrik Schindler

Diplomová práce

The effect of high-pressure hydrogen on the kinetics of cracks growth in steels for manufacturing of pressure cylinders

Anotace:

Cílem této diplomové práce je ověřit a kvantifikovat negativní vliv vodíku na kinetiku šíření trhliny v konstrukčních ocelích určených zejména pro výrobu tlakových láhví. V teoretické části je popsán možný výskyt vodíku a jeho šíření v ocelích, druhy pronikání vodíku do oceli, vodíková křehkost oceli, vliv sulfidických prostředí na strukturu a vlastnosti konstrukčních ocelí. Práce se zabývá také uchováním vodíku v tlakových láhvích a popisuje možné ovlivnění působení vodíku v ocelích. Praktická část se věnuje působení vysokotlakého vodíku na kinetiku růstu trhliny dvou typů konstrukčních ocelí typicky používaných pro výrobu láhví určených ke skladování vodíku včetně fraktografického porovnání vlivu vodíku na změnu lomových mechanismů v porovnání se zkoušením na vzduchu.

Abstract:

The main goal of this thesis is to verify and quantify negative effect of hydrogen on fatigue crack growth rate in structural steels especially used for production of pressure cylinders. A possible occurrence of hydrogen and its spreading in steels is described in theoretical part, as well as the types of hydrogen penetration in steels, hydrogen embrittlement, effect of sulphide environment on steel structure and properties of structural steels. The thesis also describes a hydrogen storage in pressure cylinders and a possible effect of high pressure hydrogen on steels. The practical part shows an effect of high-pressure hydrogen on a fatigue crack growth rate in two types of structural steels, which are typically used for production of pressure cylinders and high pressure hydrogen storage including. Fractographic examination of fracture surfaces of the specimens tested in air and hydrogen for studying the changes in the fracture mechanism are presented too.

Klíčová slova

Vodík, vodíková křehkost, kinetika růstu trhliny, sulfidické prostředí, prostředí vysokotlakého vodíku, vodíkem indukované napětí, napěťově orientované vodíkem indukované praskání, tlaková nádoba.

Keywords

Hydrogen, hydrogen embrittlement, crack growth rate, sulphide environment, influence of high-pressure hydrogen, hydrogen induced tension, tension oriented hydrogen induced cracking, pressure cylinder.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 5. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 31. 5. 2018
• Vedoucí: Ladislav Kander
• Oponent: Jaroslav Sojka

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Magisterský studijní program / obor:
Materiálové inženýrství / Progresivní technické materiály