Modificación superficial mediante granallado para mejorar la resistencia a la fragilización por hidrógeno en aceros para la distribución de hidrógeno

En el norte de Europa, la infraestructura de gasoductos para el transporte de gas natural se compone de casi 9000 km de tuberías. A corto plazo, se utilizarán gasoductos para transportar gas natural mezclado con hidrógeno, mientras que a largo plazo se prevé distribuir hidrógeno al 100%. Los gasoductos, que operan a presiones de hasta 130 bar, se han fabricado habitualmente con grados de acero API 5L X42 a X52. Sin embargo, actualmente se está estudiando la idoneidad de utilizar grados de acero superiores, como API 5L X60, para permitir una mayor presión de hidrógeno y satisfacer la creciente demanda energética de forma rentable. 

En el presente estudio, se sometió el acero de grado X60 a un tratamiento superficial de granallado con una intensidad de 8A y diferentes niveles de cobertura: 100, 1000 y 5000 %. Microestructuralmente, se estudió la cinética de atrapamiento y difusión de hidrógeno mediante la técnica de permeación electroquímica de hidrógeno en los grados X60 y X60 granallado. También se realizaron ensayos de velocidad de deformación lenta (SSRT) in situ con hidrógeno, en una solución de NaCl al 3,5 % y una densidad de corriente de -1 mA/cm², para evaluar la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno. 

La cinética de difusión de hidrógeno disminuyó y la resistencia a la fragilización mejoró tras la aplicación de los tratamientos de granallado, especialmente para niveles de cobertura más altos. Se discuten los resultados en términos de los cambios mecánicos y microestructurales promovidos por los tratamientos superficiales. También se describen los micromecanismos que intervienen en la fragilización por hidrógeno (las imágenes a continuación muestran los micromecanismos de la fragilización por hidrógeno).