Ensayos de corrosión bajo tensión y de fragilización por hidrógeno de metales

Fundamento

El fenómeno requiere la coincidencia de tres condiciones: un material susceptible, un medio específico para ese material y una tensión de tracción, que muchas veces es residual de la soldadura y no de servicio. Los ensayos reproducen esa combinación. Los de carga constante someten probetas a una carga fija en el medio y registran el tiempo hasta la rotura para distintos niveles, obteniendo la tensión umbral por debajo de la cual no hay falla en un período definido. Los de deformación constante, con probetas dobladas en forma de U o flexionadas entre soportes, son los más económicos y se usan para tamizaje, evaluando la aparición de fisuras tras una exposición definida. Los ensayos de velocidad de deformación lenta traccionan la probeta muy despacio dentro del medio y comparan la ductilidad y la energía de rotura con las obtenidas en un medio inerte; la relación entre ambas cuantifica la susceptibilidad, y su ventaja es que dan resultado en días en lugar de en meses. La mecánica de fractura aplicada usa probetas entalladas y prefisuradas para determinar el umbral de intensidad de tensiones por debajo del cual la fisura no propaga y la velocidad de propagación por encima de él. Para la fragilización por hidrógeno se agregan la carga catódica de hidrógeno, la medición de hidrógeno difusible y los ensayos de fisuración inducida por hidrógeno con evaluación metalográfica.

Matriz (en qué muestra)

Aceros inoxidables en medios con cloruros; aceros al carbono en medios con sulfuro de hidrógeno; aleaciones de cobre en ambientes con amoníaco; aceros de alta resistencia con riesgo de fragilización por hidrógeno; uniones soldadas con tensiones residuales

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Bastidores de carga constante y de deformación constante; máquina de velocidad de deformación lenta con autoclave; autoclaves con control de temperatura, presión y composición del gas; equipo de medición de hidrógeno difusible; microscopio óptico y electrónico de barrido; equipo de mecánica de fractura.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Soluciones de ensayo específicas por sistema: cloruros concentrados, soluciones con sulfuro de hidrógeno, soluciones amoniacales; gases de purga; reactivos metalográficos.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas maquinadas y probetas dobladas en U; bastidores aislados eléctricamente; portamuestras; material de contención para gases tóxicos.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Probetas, que se destruyen; reactivos y gases; consumibles metalográficos.

Unidad

Pa · tensión umbral sin falla (MPa) · tiempo hasta la rotura por nivel de carga (h) · relación de ductilidad respecto del medio inerte (%) · umbral de intensidad de tensiones (MPa·m^0,5) · hidrógeno difusible (ppm) · morfología de la fisuración: transgranular o intergranular

Rango de referencia

La susceptibilidad depende del sistema material-medio y no del material solo: un acero inoxidable austenítico resiste bien muchos medios y falla en cloruros calientes con tensiones modestas, y ese comportamiento específico es lo que el ensayo caracteriza

Norma que lo exige

Las normas internacionales sobre materiales para servicios con sulfuro de hidrógeno en la industria del petróleo y del gas, que son de cumplimiento contractual y definen los ensayos de calificación; los códigos de recipientes a presión y de cañerías; las normas de calificación de soldaduras para servicios corrosivos; las normas de higiene y seguridad para el manejo de sulfuro de hidrógeno, que es un gas extremadamente tóxico

Norma que describe la técnica

Las normas internacionales sobre ensayos de corrosión bajo tensión por carga constante, por deformación constante y por velocidad de deformación lenta; las normas sobre ensayo de materiales para servicios con sulfuro de hidrógeno, con sus soluciones y sus criterios; las normas sobre determinación de hidrógeno difusible; las guías sobre análisis de fallas por corrosión bajo tensión

Edición y vigencia de la norma

Normas internacionales sobre corrosión bajo tensión y sobre materiales para servicios con sulfuro de hidrógeno vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. Varias probetas por nivel de carga y por condición

Conservación y transporte

Los ensayos con sulfuro de hidrógeno se hacen en instalaciones con detección de gas, extracción y procedimientos de emergencia, ya que una fuga es letal en concentraciones bajísimas; el personal trabaja con detectores personales. Las probetas se aíslan eléctricamente de los bastidores para evitar pares galvánicos. Las tensiones residuales de la preparación se alivian cuando la norma lo indica, dado que pueden dominar sobre la carga aplicada. Las probetas sin falla se examinan igualmente por metalografía, porque puede haber fisuras iniciadas que no llegaron a la rotura.

Límite de detección típico

El examen metalográfico detecta fisuras incipientes de decenas de micrómetros

Incertidumbre típica

Alta y propia del fenómeno: los tiempos hasta la falla dispersan en un factor considerable, por lo que se ensayan varias probetas por condición

Área

Metalurgia; Materiales/industrial; Combustibles e hidrocarburos

Fecha de última actualización: 10/9/2026