هجوم الهيدروجين عند درجات حرارة عالية

يُعدّ هجوم الهيدروجين عند درجات الحرارة العالية (HTHA) ، والذي يُسمى أيضًا هجوم الهيدروجين الساخن أو تفاعل الميثان ، مشكلةً تُصيب أنواع الفولاذ العاملة في درجات حرارة مرتفعة (عادةً ما تزيد عن 204 درجة مئوية ) في بيئات غنية بالهيدروجين، مثل مصافي النفط ، ومنشآت البتروكيماويات، وغيرها من المنشآت الكيميائية، وربما غلايات البخار ذات الضغط العالي . ويجب عدم الخلط بينه وبين تقصف الهيدروجين . ^{[ 1 ]}  

إذا تعرض الفولاذ للهيدروجين شديد السخونة ، فإن درجة الحرارة العالية تسمح لجزيئات الهيدروجين بالتفكك والانتشار داخل السبيكة كذرات منفردة قابلة للانتشار . وتمر عملية التلف بمرحلتين:

1. أولًا، يتفاعل الكربون المذاب في الفولاذ مع الهيدروجين السطحي ويتسرب إلى الغاز على شكل غاز الميثان. يؤدي هذا إلى إزالة الكربون السطحي وفقدان قوة السطح. في البداية، لا يكون الضرر مرئيًا.
2. ثانيًا، يُؤدي انخفاض تركيز الكربون المذاب إلى توليد قوة دافعة تُذيب الكربيدات في الفولاذ. وهذا يُسبب فقدانًا أكبر في قوة الفولاذ في الطبقات العميقة، وهو أمرٌ أكثر خطورة. في الوقت نفسه، تنتشر بعض ذرات الهيدروجين داخل الفولاذ وتتحد مع الكربون لتُشكّل جيوبًا صغيرة من غاز الميثان على الأسطح الداخلية، مثل حدود الحبيبات والعيوب. لا يستطيع غاز الميثان هذا الانتشار خارج المعدن، فيتجمع في الفراغات تحت ضغط عالٍ، مُسببًا تشققات في الفولاذ. يُعدّ هذا الترشيح الانتقائي للكربون سببًا رئيسيًا لفقدان القوة والمتانة. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

يمكن التحكم في ظاهرة التآكل الحراري العالي باستخدام سبيكة فولاذية مختلفة، تكون فيها الكربيدات مع عناصر السبائك الأخرى، مثل الكروم والموليبدينوم ، أكثر استقرارًا من كربيدات الحديد . ^{[ 4 ]} طبقات الأكسيد السطحية غير فعالة كحماية لأنها تُختزل فورًا بواسطة الهيدروجين، مُكَوِّنةً بخار الماء.

يمكن الكشف عن التلف في المراحل المتأخرة للمكون الفولاذي باستخدام الفحص بالموجات فوق الصوتية، الذي يكشف عن العيوب الكبيرة الناتجة عن ضغط غاز الميثان. ^{[ 5 ] [ 4 ]} عادةً ما تكون هذه العيوب الكبيرة في المكون المُجهد سببًا للفشل أثناء التشغيل، والذي يكون كارثيًا في الغالب نظرًا لتسرب غاز الهيدروجين الساخن القابل للاشتعال بسرعة.

• كارثة مصفاة تيسورو أناكوريتس عام 2010
• هندسة التآكل
• السلامة الهيدروجينية