ترک ناشی از هیدروژن (Hydrogen Cracking)

صفحه 1:


صفحه 2:
تهیه کنندگان : حمید رضا جابری زاده ميلاد خدابى استاد : جناب اقاى دكتر رزازى 

صفحه 3:
ترک ناشی از هیدرون (0۲۵۳9 ۳۱۷۵۲۵96۲) از جمله مشکلاتی است که در جوشکاری برخی از فولادها و تحت شرایط خاص بروز می کند. برای مثال فولاد ساده کربنی با بیش از ۰.۱۵ درصد کربن (اگرچه فولادهای با درصد کربن کمتر از این حد هم در مقلبل این پدیده مصونیت ندارند)؛ فولادهای کرم - مولیبدنی فولادهای کم آلیایی عملیات حرارتی پذیر و فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی و زنگ نزن دو فازی (در حضور ساختاری با بیش از ۵۰ درصد فریت). مستعد به بروز اين يديد هستند. این پدیده به نام ‎cle‏ دیگری همچون تردی هیدروژنی ‎(Hydrogen Embrittlement)‏ 9 ترى خوردن ‎(ge ously 35 (Delayed Cracking) «+b‏ شود ‎ 

صفحه 4:


صفحه 5:
پدیده تردی هیدروژنی عموماً در محدوده دملیی متوسط شدت می گیرد و از اين رو این پدیده اغلب در دماهای کمتر از ۹۵۰ درجه سانتیگراد اتفاق می افتد. ترک هیدروژنی بلافاصله پس از سرد شدن جوش و يا پس از گذشت مدت زملنی که این زمان به جنس و ریزساختار فولاد. حالت و اندازه تتش های پسماند و میزان هیدروژن موجود در جوش بستگی دارد. بوجود می آید. مثلاً در فولادهای مارتنزیتی با استحکام بالاه تشکیل این پدیده توام با تاخیر می باشد و هر چقدر میزان هیدروژن موجود کمتر باشد. زمان بروز ترک طولانی تر خواهد بود 

صفحه 6:
ترك هيدروزنى از نوع ترك سرد (©1 ©0136 2010)) محسوب می شود که حاصل به تله افتادن اتمهای هیدرون در محل عيوب كريستالى است. به طور كلى ترك سرد عنولنى است براى ترك هايى كه يس از انجماد و سرد شدن جوش تشكيل مى شوند. از طرفى جون اين ترك ها معمولاً در شرايطى كه جوش تحت قيد و مهار (18651:131175) قرار دارد بوجود مى آيند. بنام ترک های مهاری و از طرفی هم چون چند ساعت و یا حتی چند روز پس از جوشکاری نیز ممکن است بوجود آيند به نام ترك هاى تاخیری هم خوانده می شوند. از لحاظ محل بروز ترک نیز ترک ‎(Root Crack) (25> a4, Sy 5 Toe Crack) (ty WJ‏ 3 ترک زیر گرده جوش ‎Bead Crack)‏ ۱06۲) به آن اطلاق می شود 

صفحه 7:
بیشتر موارد با نفوذ لتم های هیدروین از فلز جوش به سمت نواحی متاثر از حرارت جوش (۲۱۸2» ترک در لین نواحی به وجود می آید که ترک زیر گرده جوش مثالی از اين مورد است. لين نوع ترک در فولادهایی با ساختار مخلوط از فریت در زمینه مارتنزیت و یا بینیت تشکیل می شود و چنین ساختاری در بخشی از منطقه ۳۱۸2 که در فاصله دورتری از خط ذوب (1۳6 50۳لا۳) قرار دارد. بوجود می آید و هرچه قدر سختی پذیری فولاد بیشتر باشد این فاصله بیشتر خواهد بود. اگرچه با نفوذ لتم های هیدرون به نواحی مجاور جوش و نیز اینکه در اغلب موارد از سیم های جوش کم کرین نسبت به فلز پایه برای جوشکاری استفاده می شود. احتمال تشکیل ترک هیدروژنی در جوش کاهش می یلبد. هلی یک نوع از لين ترك ها به نام ‎Fish Eyes) cok ete‏ نیز در فلز جوش بوجود می آید که به صورت نقاط کوچک و سفید در سطح شکست فلز جوش و عمدتاً در مجاورت تاپیوستگی های ساختاری همچون مک ‎(Gas Holes & Inclusion) b& JET 5 635 ce‏ ديده مى شود 

صفحه 8:
مولکول های هیدروُن موجود در اتمسفر جوشکاری در اثر حرارت قوس الکتریکی به صورت اتمی تجزیه می خیلی کم است. ولی اين اتم ها به راحتی و به شوند. و با وجود اينکه حد حلالیت اتمهای هیدروژن در فولاد مذا سرعت جذب حوضچه جوش خواهند شد. با کاهش درجه حرارت, حد حلالیت هیدروین در فولاد مذاب بتدریج کم می شود و در محدوده دمایی انجماد فلز جوش حد حلالیت کاهش چشمگیر و ناگهانی خواهد داشت. بطوریکه در اغلب موارد منجر به تشکیل مک های هیدروژنی (۲۱۵۱65 5۱0۷۷ ۵۲۵96۳ ۲۱۷) در جوش می گردد. به این دلیل که غالبً فرصت کافی برای خروج حبابهای هیدروین وجود ندارد و حبابها در حين انجماد فلز جوش به تله خواهند افتاد. در لین مورد شواهد نشان می دهد که آخال های درون حوضچه جوش محل های مناسبی برای جوانه زنی حباب های هیدروژن می باشند پس از انجماد و طی سیکل خنک شدن جوش, اتمهای هیدروژن برای کاهش شیب غلطتی خود تملیل به نفوذ به سمت نواحى مجاور به جوش را خواهند داشت. نفوذ هیدروژن در فولاد ترجیحاً درون دانه ای بوده و سرعت و نفوذ با کاهش درجه حرارت کم می شود. در این شرلیط وجود تدش های موضعی کششی «کرنش های کششی) در اطراف ناپیوستگی ها و عیوب کریستالی کمک به نفوذ اتم های هیدروژن خواهند نمود. 

صفحه 9:
برای مثال میدان تنشی اطراف ابجایی ها سبب می شود که اتمهای هیدروین به این مناطق نفوذ نملید. و تجمع آن موجب می گردد که به عنوان عامل ایجاد ترد کننده ‎(Embritting Agent)‏ محسوب شوند. در واقع وجود اتمهای هیدروین منجر به کاهش استحکام شبکه کریستالی و افزایش های موضعی حاصل از تجمع در محل های ذکر شده می گردد و در نتیجه استعداد به ترک خوردن افزوده خواهد شد. اگر فولاد رفتار ترد داشته باشد. در محل تجمع هیدروژن ترک بوجود خواهد آمد. ولی اگر فولاد فرم پذیری کافی داشته باشد. آنگاه جولنه زنی ترک مشروط به وجود تنش هاى کششی خارجی (ناشی از انقباضات انجمادی و حرارتی) خواهد بود. وقتی غلظت اتمهای هیدروین در نوک تاپیوستگی های و ریز ترک های قبلیبه حد بحرلنی برسد رشد ترک را خواهیم داشت. در لین رابطه عقیده بر لین است که هیدروین انری پییند چسبندگی اتم های در نوک را کوتاه می کند. شکل ۲ تصویر میکروسکوپی از ترک های هیدروژنی را نشان می دهد. 

صفحه 10:


صفحه 11:
شرلیط تشکیل ریزترک ها با وجود آخال های غیرفلزی ریز که در فلز پلیه ممکن است وجود داشته باشد. تشدید می شود. رسوبات و آخال های اکسیدی و نیتریدی بعنوان تله های نامنظم برای هیدروین محسوب می شود و مورفولویی و توزیع و محل این آخال ها (در ناحیه ۳1۵2 بر روی پدیده تردی هیدروژّتی تاثیر زیادی دارد. احتمال اینکه غلظت هیدروژن در اطراف آخال های ریز و کروی و پراکنده (و ذرات قاز دوم) به بیش از حد بحرانی پرسد کمتر است و از لین رو جولنه زٍنی ترک هیدروژنی به تاخیر می افتد. بر عکس اگر این فازها درشت و سوزنی و خصوصاً در مرز دانه باشد. حساسیت به ترک هیدروژنی تشدید خواهد شد. برای مثال نیترید کرم (۷| 012)) در فولادهای زنگ نزن دوفازی (دوبلکس) و در حضور فاز فریت بیش از ۶۰ درصد احتمال تشکیل ترک های هیدروژنی را افزلیش خواهد داد. یا نفوة لتم های تازه هیدویٌن به نوک ترک. رشد آن ادامه یافته و در نهلیت منجر به بروز پدیده ترک هیدروژنی می شود. بنابراین تردی هیدروژتی را می توان یک پدیده کنترل شونده با نفوذ ‎Diffusional Controlled)‏ و ,|« « ;2 ‎las cul Time Depending)‏ نظر رشد ترک درون دلنه ای و مرزدانه ای خواهد بود. در وآقع در تدش های کم رشد ترک بین دلنه ای (در مسیر مرز دانه های آستنیت قبلی) و در تنش هاى زياد در مسیر درون دانه ای می باشد 

صفحه 12:
در هر حال مکانیزم های دیگری برای توجیه پدیده ترک خوردن به کمک هیدروژن ‎Joo al » ips) as cu! os ai! (Hydrogen Assisted Cracking)‏ ‎Ly (Decohesion Model) su> 2‏ نهاده شده است. در یکی از اين وری ها برای توجیه پدیده از معادله گریفیت استفاده شده استد بر طبق این معادله تنش شکست ترک بیضی شکل به طول :26 برابر 2۴.۷)5(/۳(0.5) < 06 می باشد که در آن *] مدول یانگ و ۷5 انرژی سطحی ترک است. واضح است که عاملی که منجر با کاهش ۷5 می شود. تنش شکست ترک را کاهش می دهد و لين عامل از طریق جذب اجزاء مناسب در سطح ترک مهیا می شود. بنابرلین نفوذ لتم های هیدروژن و تجمع آن ها بر روی سطوح ترک های موجود در ساختار سبب. کاهش انریٍی شکست ترد مى شود و در واقع رفتار ماده ترد خواهد شد 

صفحه 13:
در شکل ۴ تئوری مشلبه با توضیحات فوق ارلئه شده است. مطلبق با لین تثوری اندر کنش میان نابجاییهای متوقف شده در نوک ترک. و تحت تنش اعمال شده خارجی سبب بوجود آمدن تدش ماکزیممی در فاصله حدود ۲۰ میکرومتری از نوک ترک می گردد. و در این للت لتم های هیدرون تحت تاثیر میدان تنشی مذکور قرار خواهند گرفت. حال اگر غلظت هیدروین در لین نقطه به حد بحرلنی لازم برسد. یک میکرو ترک تشکیل می شود که ناشی از کاهش استحکام چسبندگی موضعی و یا توقف حرکت ابجایی در ناحیه غنی از هیدروژن و يا هر دوى لين عوامل می باشد. لین میکروترک در فاصله ۱ میکرومتری از نوک ترک دوباره متوقف خواهد شد و لین عمل همچنان ادامه می یلبد و فرآیند کنترل کننده آن فراهم بودن هیدرون در محل حداکثر تنش هیدرواستاتیکی است که در فاصله ۲۰ میکرو متری از نوک قرار دارد. 

صفحه 14:
شرایط تشکیل ترک های هیدروژنی و راه های جلوگیری از آن سه شرط اصلی برای بروز پدیده تردی هیدروژنی ذکر شد است و گفته می شود که کنترل و حذف هر کدام از شروط. تشکیل لین پدیده را تا حد زیادی کاهش می دهد. لین سه شرط به تفکیک در ادامه مورد بررسی قرار گرفته است الف) جذب هیدروژن در چوش مقادیر بسیار کم هیدروین در فلزات و آلیاژهای با شبکه کریستالی 066 و 66] که اساسا استعداد بیشتری به بروز ترک های هیدروژنی دارند. برای تشکیل ترک کافی خواهد بود. برای مثال وجود ۱ درصد هیدروژنی در فولاد منجر به تشکیل ترک هیدروژنی, می, گردد. 

صفحه 15:
حد مجاز هيدرون با افزايش درصد كربن و عناصر آليازى فولاد كاهش مى يابد. جون در ابن حالت احتمال تشكيل فاز سخت مارتنزیت که خطر بروز ترک های هیدروژنی را تشدید می کند بیشتر خواهد بود. از منابع ورود هيدروزن در جوش موارد زير را مى توان نام برد: * رطوبت و سلولز و آب تبلور موجود در مواد رويوش الكتروده * رطوبت موجود در بودر يا فلاكس جوشكارى؛ * رطوبت موجود در فلاکس سیم جوشهای توبودری؛ * رطوبت و زنگ زدگی و آلودگی های هیدروکربنی (گریس و روغن و رنگ و .. ) موجود بر روی فلزات پایه, * رطوبت موجود در کازهای محافظ که در روش جوشکاری با محافظت گاز خننی منل ۷/16, 16و ۴۸۹ مصرف می شوند؛ موارد بالا خطر جذب هیدروین و تردی هیدروژنی وجود دارد. برای مثال در جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوبلکس از گاز محافظ ۸۳0.5۳2 استاده می شود که اين خود خطر بروز تردی هیدروژتی را افزایش می دهد 

صفحه 16:
ب) وجود ساختار مستعد به تشکیل ترک به عنوان مثال در فولادها وجود ساختار میکروسکوپی که به طور کامل و یا نسبی حاوی فاز ترد مارتنزیت باشد. احتمال بروز این پدیده افزایش می یابد. در جوشکاری به ندرت احتمال دارد که سرعت سرد شدن جوش کمتر از حد 5 ۲/5 باشد. و با این سرعت سرد شدن حتی در اکثر فولادهای کم آلیاژی نیز شاهد تشکیل ساختار مارتنزیتی خواهیم بود. و البته هر چقدر درصد کربن فولاد بالاتر باشد. این استعداد بیشتر خواهد شد. توضیح اینکه با افزایش درصد کربن فولاد. عملاًفاز مارتنزیت حاصله سخت تر و شکننده تر می شود و از اینرو فولاد مقاومت کمتری در برابر ترک های هیدروژنی خواهد داشت. همچنین وجود عناصر آلیاژی که سب افزایش قابلیت 25 .24 ‎(Harden ability)‏ فولاد می شود. همچون نیکل, موجب می گردد که وسعت ناحیه مارتنزیتی در قطعه پس از جوشکاری افزوده گردد. و اين خود خطر تردی هیدروژن را افزایش می دهد. 

صفحه 17:
ج) تنشهای پسماند حرارت موضعى جوشكارى سیب انبساط نواحی اطراف جوش مى شود و در هنكام انجماد و سپس سرد شدن جوش, انقباضات ‎Contraction) site 3b 5 estes!‏ & 510۳101396 را داریم که چون بصورت موضعی و غیر یکنواخت صورت می گیرد منجر به بروز تنش هاى بسمائد در ناحيه جوشكارى شده مى كردد. جراكه اغلب امكان آزاد شدن اين تنش ها از طريق تغيير فرم غیر یکنواخت قطعه وجود ندارد. در بسیاری از مود آزاد شدن موضعی اين تدش ها (اگر در حد تدش تسلیم نباشد) سبب پیچیدگی و تايبدكى اجزاء اتصال مى شود و يا مى تواند منجر به بروز ترك شود كه اين مشكل در قطعات ضخيم جدى تر خواهد بود. ندزه گیری ها تشان می دهد که تدش پسماند در جوش بر روى ورق هاى نازك شامل تنش كششى در دو طرف جوش و با فاصله كم از آنء و تنش فشارى در فواصل بيشتر از جوش مى شود. در ورق هاى ضخيم (با طرح اتصال جناقى يكطرقه) تنش زاويه اى نيز بوجود می آید که یا اضافه شدن تعداد باس های چوش این تدش نیز افزوده می گردد. در خيلى از موارد تنشهاى يسماند قبل از جوشكارى نيز ممكن است وجود داشته باشند. كه اين تنشها با تدشهای حاصل از جوشکاری ترکیب می شوند. در هر حال بيش بينى و محاسبه تنش هاى يسماند كارى مشكل بوده و غالباً يا مدلهاى رياضى و از طریق شبیه سازی با روش های المان محدود و اختلاف محدود صورت می گیرد. قدر مسلم اینکه وجود تدش های کششی پسماند در موضع جوش خطر بروز ترك هاى هيدروزنى را افزايش مى دهد و هر جقدر شدت و تمركز اين تنشها بيشتر باشد. خطر بروز تردی بيشتر مى شود. 

صفحه 18:
یادآوری می شود که ترک های هیدروژتی ممکن است پس از تخیر طولانی حدود چندین نماید. منی در شرایطی که احتمالاً قطمه در شرایط سرویس کار و تحت تنش قرار مى كيرد ممكن است دجار ترك و شکستگی شود. در این موارد تتش های حین سرویس با تنشهای پسماند در قطمه جمع شده و منجر به بروز تركهاى هيدروزنى مى شوند. قرط چهارمی نیز برای ترک های هیدروزنی ذکر شده است و آن اینکهمی بایست فولد در محدودهدمایی ۱۰- تا 1۶۰+ درجه سانتيكراد قرار داشته باشد. با مرورى بر شرايط تشكيل و مكانيزم تردى هيدروزنى مشخص مى شود كه روش های كنترل و بيشكيرى از بروز اين بديده بطور خلاصه عبارت خواهند بود از 3 استفاده از مود مصرفی (60۳050609165) عری از هیدروژن بگوته ای که غلغلت هیدروژن جذب شده در جوش به کمتر از حد بحرانی برس ۲ بکارگیری فرآیند و روش صحيح و مناسب جوشکاری تا حداقل جذب هیدروژن و تنش های پسماند چوشکاری را منجر کردد و بعلاوه شرايط مطلوب ترى را براى تشكيل ساختار مقاوم به ترك فراهم آورد. ۳ استفاده از عملیات حرارتی بیش گرمایش و پس گرمایش (۲۱۵۵۲/09 ۳05۲ :6 ۲۷۵۵۲۳9 ‎SoS a> Cults Pre‏ به حذف یا کاهش حد هیدروژن و تنش های پسماند و بهیود شرایط تشکیل ریز ساختار غیر حساس به ترک های هیدروژتی 

صفحه 19:
چرا فولاد را پیش گرم می کنیم در مواردی که خطر بروز ترک های هیدروژنی وجود دارد. اولین کاری که اغلب توصیه می شود انجام عملیات حرارتی پیش گرمایش و معمولاً پس گرمایش است. چراکه موثرترین راه حل کاهش و یا حذف احتمال ترک خوردن هیدروژنی است. در این مورد اینطور گفته می شود که با انجام هر عملی که منجر به مسیر اشتباه در عملیات جوشکاری شود. استفاده عاقلانه از پیش گرمایش بیش از هر چیز دیگری کمک خواهد کرد تا به مسير درست و موققیت آمیز نزدیک شویم. در بسیاری از موارد دلیل اصلی استفاده پیش گرمایش در فولادها کمک به حذف هیدروژن پسماند و پیشگیری از بروز پدیده هیدروژن تردی ذکر شده است. البته لزوم انجام چنین عملیاتی با در نظر گرفتن عواملی همچون سختی پذیری فولاد (کرین معادل)» مقدار هیدروژن جوش و درجه قید ‎(Degree of Restraint) Jit les‏ مشخص خواهد شد. درچه قید و مهار اتصال فاکتوری است که مشخص کننده درجه آزادی حرکت اجزاءاتصال در هنگام جوشکاری می باشد. با این توضیح که در جوشکاری های ذوبی, فلز جوش هنگام انجماد دچار انقباض می شود و بدین ترتیب اجزاء اتصال تحت تدش کششی قرار می گيرند. 

صفحه 20:
حال اكر اجزاء اتصال از آزادى حركت نسبى برخوردار باشنذ. تنش هاى مذكور خنتى مى شونف. در غیر ینصورت اگر تتش های بوجود آمده به اند تنش تسلبم و با تنش شكست الياز باشد آنكاه منجر به تابيدكى ويا ترك خوردن محل جوش مى شود در مجموع بايد كفت كه در درجه مهار اتصال متناسب با ضخامت اتصال, طرح اتصال ‎abd J , JOiNt Design)‏ تفيير مى كتد. يروقسور لستوت (5]011) در كتاب خود دليل اصلى استفاده از بیش گرمایش را کاهش استعداد به تشكيل ترك هاى تاخيرى هیدروژئی در موضع جوش در فولادهاى كربتى و آليازى ساختمانى (58©©|5 لوال :6 63۳۵۵ ۵1لا 0انا5) ذکر کرده است. وی چهار توجيه را براى اينكه. جرا ييش كرمايش در اينكونه موارد مى توائد مفيد باشد به شرح زير بان نموده است+ 1 پیش گرمایش سرعت سود شدن فلز جوش و نواحی مجاور آن را کاهش می دهد و بدين ترقيب شرابط براى تشكبل ساختار متالورزيكى قرم يذير كه مقاومت بيشترى در برابر ترك خوردن دارد. حاصل می گردد ۲ با کاهش سرعت انجماد و سرعت سود شدن جوش. فرصت و زمان کافیبرای خروج هيدروزن از جوش و نواحى مجاور متائر از حرارت بوجود مى آيد و در واقع بدين ترتيب ابمنى قطعه در برابر ترك هاى هيدروزنى افزوده مى شود ؟. بيش كرمايش علاوه بر آنكه مقدار انقباض را كاهش مى دهد. سبب اصلاح تنش هاى بسمائد نيز مى كردد و بتابراين در مجموع خطر ترك خوردن. كمتر مى شود ۴ پیش كرمايش موجب مى كردد تا فولاد به محدوده دمابى كه در أن خطر شكست ترد حبن جوشكارى وجود ندارد. منتقل شود. خاطر نشان مى شود كه يبش كرمايش براى جلوكبرى از ترك هابى موثر است كه از نوع ترك سرد باشند و احتمال بروز اين ترك در حضور هيدروزن نشدید می گردد. در واقع ترکهای تا زمنیکه فولادبه درجه حرارت محیط نرسیده باشد. تشكيل نخواهند شد و در خیلی از موارد ترک خوردن همراه با تاخير جند روز يس از جوشكارى اتفاق مى افتد. 

صفحه 21:
شواهد نشان می دهد که پیش گرمایش به عنوان موثرترین روش حذف پدیده ترک های هیدروژنی. سالهاست مورد استفاده قرار گرفته است. تحقیقات انجام شده بیانگر این واقمیت. است. که ترکهای زیر گرده چوش که در فولادهای کرین - منگنزی جوشکاری شده با لکترودهای حاوی مقدار نسبتاًزیاد هیدروژن بوجود می آید که با پیش گرم نمودن قطعه تا حدود ۱۵۰ - 18 درجه سانتیگراد کاملاً حذف خواهد شد. همچنین در تحقیقات دیگری مشخص شده است که سرعت سرد شدن قطعه در زیر دمای ۲۰۵ درجه سا مهمی بر پدیده ترک خوردن هیدروزنی دارد و در واقع تسریع در سرعت سرد شدن موضع جوش در دماهای کم پدیده ترک هیدروژتی را شدت می بخشد چراکه زمان کمتری برای خارج شدن از ساختارفولاد خواهد داشت. در کل نتیج نشان می دهد که دمای پیش گرمایش خبلی کم در حدود ۵۰ درجه سانتیگرد نیز در برخی از فولادها همچون فولاد ساده كربنى مى تواند منجر به کاهش خطر تردی هیدروژتی گردد. چون با این عمل سرعتد سرد شدن جوش در زبر دمای ۲۰۵ درجه سانتیگراد یه حد کافی می باشد. شایان ذکر است. که در این بخش دلایل پیش گرمایش فولا با توجه به حذف مشکل ترک های هیدروژنی ذکر شده است. در هر حال دلایل دیگری هم برای پیش گرمایش وجود دارد كه براى مثال يك مورد آن قراهم كردن بالانس حرارتى در اتصال بین قطعات نامتجانس است. در اين موارد بيش كرمايش كمك مى كند كه فاكتور فروكش يا افت حرارتى 5110 1©86]) در طرفين ذرز اتصال متعادل گردد. 

صفحه 22:
فجايع ناش او تک ای ‎ype‏ ترکهای هیدروزنی ممکن است که هموره قلبل تشخيص و شتاسابى نباشتد. به طور معمول چون لين ترك ها اغلب به سطح قطعه راه ندارند. لذا امكان تشخبص و شناسابى لن هابا روش هاى بازرسى ذرات مغناطيسى و ملبع تفوذى وجود نخواهد داشت. همجنين بسته به اینکه جهت ترک در چه امندادی نسبت به راستاى يرتونكارى قرار داشته باشد. امكان شناسابى .با تست هاى راديوكرافى نيز ممكن است وجود نداشته باشد. اكرجه در جنين مواردى روش التراسونيك بهترين روش شناسابى ته باشد. و جه تكنيكى براى ارزيابى آن بكار گرفته شده باشد. حتی ممکن است با روش التراسونيك هم قابل شناسابى و تعبين محل نباشد. بن محل هاى تركهاى داخلى بحساب مى آيد. ولى بسته به اينكه ترك در جه عمقى قرار داشته باشد و چقدر بزرگ دز هر حال اكر عيب ترك هيدروزنى غير قليل شناسابى باقى بملئد و قطعه راغى شرليط سرويس كار شوده آنكاة شكست و اتهدام آن در حالت بارگذاری بحرلنى حتمى خواهد بود. تاكتون جندين مورد فاجعه در مورد شكست ترد اتفلق افتاده لست كه براى مثال مواردى جون دو نيم شدن كشتى هلى غول يبكر در آبهاى اقيانوس هاء شكسته شدن يلهاى فلزى طويل, انفجار خطوط انتقال كاز انفجار ديك هلى بخار بالايشكاه ها وخبروكاه ها وجسيارى از موارد. مشابه را مى توان نام برد كه عمدتا ناشى از محاسبات نادرست طراحى جوش و با اجراى نامناسب عمليات جوشكارى بوده و ضررهاى مالى و جاتى غير قابل جبرانى را ببار آورده اند. در خبلى از لين موارد علت اصلى بروز حادنه. وجود ترك هلى هبدروزنى شناسابى نشده در موضع جوشكارى كزارش شده است. ‎cal‏ گر در کل ترگی وجود ممعم ‎a al ol ilies gl aS aah‏ الكل يميم فته حرليط کار چگونهپاشد ممکن است سجر يجين حوادت ناگواری گردد 

صفحه 23:


صفحه 24:


تهیه کنندگان : حمید رضا جابری زاده میالد خدایی استاد :جناب اقای دکتر رزازی ترک ناشی از هیدروژن ( )Hydrogen Crackingاز جمله مشکالتی است که در جوشکاری برخی از فوالدها و تحت شرایط خاص بروز می کند .برای مثال فوالد ساده کربنی با بیش از 0.15 درصد کربن (اگرچه فوالدهای با درصد کربن کمتر از این حد هم در مقابل این پدیده مصونیت ندارند) ،فوالدهای کرم – مولیبدنی، فوالدهای کم آلیاژی عملیات حرارتی پذیر و فوالدهای زنگ نزن مارتنزیتی و زنگ نزن دو فازی (در حضور ساختاری با بیش از 50 درصد فریت) ،مستعد به بروز این پدید هستند .این پدیده به نام های دیگری همچون تردی هیدروژنی ( )Hydrogen Embrittlementو ترک خوردن تاخیری ( )Delayed Crackingنیز خوانده می شود پدیده تردی هیدروژنی عموماً در محدوده دمایی متوسط شدت می گیرد و از این رو این پدیده اغلب در دماهای کمتر از 950درجه سانتیگراد اتفاق می افتد .ترک هیدروژنی بالفاصله پس از سرد شدن جوش و یا پس از گذشت مدت زمانی که این زمان به جنس و ریزساختار فوالد، حال ت و اندازه تن ش های پس ماند و میزان هیدروژن موجود در جوش بستگی دارد ،بوجود می آید .مث ً ال در فوالدهای مارتنزیتی با استحکام باال ،تشکی ل ای ن پدیده توام ب ا تاخی ر م ی باش د و هر چقدر میزان هیدروژن موجود کمتر باشد ،زمان بروز ترک طوالنی تر خواهد بود ترک هیدروژنی از نوع ترک سرد ( )Cold Crackمحسوب می شود که حاصل به تله افتادن اتمهای هیدروژن در محل عیوب کریستالی است .به طور کلی ترک سرد عنوانی است برای ترک هایی که پس از انجماد و سرد شدن جوش تشکیل می شوند .از طرفی چون این ترک ها معموالً در شرایطی که جوش تحت قید و مهار ( )Restraintقرار دارد بوجود می آیند ،بنام ترک های مهاری و از طرفی هم چون چند ساعت و یا حتی چند روز پس از جوشکاری نیز ممکن است بوجود آیند به نام ترک های تاخیری هم خوانده می شوند .از لحاظ محل بروز ترک نیز ترک لب ه جوش ( )Toe Crackو ترک ریشه جوش ( )Root Crackو ترک زیر گرده جوش ( )Under Bead Crackبه آن اطالق می شود در بیشتر موارد با نفوذ اتم های هیدروژن از فلز جوش به سمت نواحی متاثر از حرارت جوش ( ،)HAZترک در این نواحی به وجود می آید که ترک زیر گرده جوش مثالی از این مورد است. این نوع ترک در فوالدهایی با ساختار مخلوط از فریت در زمینه مارتنزیت و یا بینیت تشکیل می شود و چنین س اختاری در بخشی از منطقه HAZکه در فاص له دورتری از خط ذوب ( )Fusion Lineقرار دارد ،بوجود می آید و هرچه قدر سختی پذیری فوالد بیشتر باشد این فاصله بیشتر خواهد بود .اگرچه با نفوذ اتم های هیدروژن به نواحی مجاور جوش ،و نیز اینکه در اغلب موارد از سیم های جوش کم کربن نسبت به فلز پایه برای جوشکاری استفاده می شود، احتمال تشکیل ترک هیدروژنی در جوش کاهش می یابد ،ولی یک نوع از این ترک ها به نام چشم ماهی ( )Fish Eyesنیز در فلز جوش بوجود می آید که به صورت نقاط کوچک و سفید در سطح شکست فلز جوش و عمدتاً در مجاورت ناپیوستگی های ساختاری همچون مک های گازی و آخال ها ( )Gas Holes & Inclusionدیده می شود مولکول های هیدروژن موجود در اتمسفر جوشکاری در اثر حرارت قوس الکتریکی به صورت اتمی تجزیه می شوند ،و با وجود اینکه حد حاللیت اتمهای هیدروژن در فوالد مذاب خیلی کم است ،ولی این اتم ها به راحتی و به سرعت جذب حوضچه جوش خواهند شد .با کاهش درجه حرارت ،حد حاللیت هیدروژن در فوالد مذاب بتدریج کم می شود و در محدوده دمایی انجماد فلز جوش حد حاللیت کاهش چشمگیر و ناگهانی خواهد داشت ،بطوریکه در اغلب موارد منجر به تشکیل مک های هیدروژنی ( )Hydrogen Blow Holesدر جوش می گردد .به این دلیل که غالباً فرصت کافی برای خروج حبابهای هیدروژن وجود ندارد و حبابها در حین انجماد فلز جوش به تله خواهند افتاد .در این مورد شواهد نشان می دهد که آخال های درون حوضچه جوش محل های مناسبی برای جوانه زنی حباب های هیدروژن می باشند پس از انجماد و طی سیکل خنک شدن جوش ،اتمهای هیدروژن برای کاهش شیب غلظتی خود تمایل به نفوذ به سمت نواحی مجاور به جوش را خواهند داشت .نفوذ هیدروژن در فوالد ترجیحاً درون دانه ای بوده و سرعت و نفوذ با کاهش درجه حرارت کم می شود .در این شرایط وجود تنش های موضعی کششی (کرنش های کششی) در اطراف ناپیوستگی ها و عیوب کریستالی کمک به نفوذ اتم های هیدروژن خواهند نمود. برای مثال میدان تنشی اطراف نابجایی ها سبب می شود که اتمهای هیدروژن به این مناطق نفوذ نماید ،و تجمع آن موجب می گردد که به عنوان عامل ایجاد ترد کننده ()Embritting Agent محسوب شوند .در واقع وجود اتمهای هیدروژن منجر به کاهش استحکام شبکه کریستالی و افزایش تنش های موضعی حاصل از تجمع در محل های ذکر شده می گردد و در نتیجه استعداد به ترک خوردن افزوده خواهد شد .اگر فوالد رفتار ترد داشته باشد ،در محل تجمع هیدروژن ترک بوجود خواهد آمد ،ولی اگر فوالد فرم پذیری کافی داشته باشد ،آنگاه جوانه زنی ترک مشروط به وجود تنش های کششی خارجی (ناشی از انقباضات انجمادی و حرارتی) خواهد بود. وقتی غلظت اتمهای هیدروژن در نوک ناپیوستگی های و ریز ترک های قبلی به حد بحرانی برسد رشد ترک را خواهیم داشت .در این رابطه عقیده بر این است که هیدروژن انرژی پیوند چسبندگی اتم های در نوک را کوتاه می کند .شکل 2تصویر میکروسکوپی از ترک های هیدروژنی را نشان می دهد. شرایط تشکیل ریزترک ها با وجود آخال های غیرفلزی ریز که در فلز پایه ممکن است وجود داشته باشد ،تشدید می شود .رسوبات و آخال های اکسیدی و نیتریدی بعنوان تله های نامنظم برای هیدروژن محسوب می شود و مورفولوژی و توزیع و محل این آخال ها (در ناحیه )HAZبر روی پدیده تردی هیدروژنی تاثیر زیادی دارد. احتمال اینکه غلظت هیدروژن در اطراف آخال های ریز و کروی و پراکنده (و ذرات فاز دوم) به بیش از حد بحرانی برسد کمتر است و از این رو جوانه زنی ترک هیدروژنی به تاخیر می افتد .بر عکس اگر این فازها درشت و سوزنی و خصوصاً در مرز دانه باشد ،حساسیت به ترک هیدروژنی تشدید خواهد شد .برای مثال نیترید کرم ( )Cr2 Nدر فوالدهای زن گ نزن دوفازی (دوبلک س) و در حضور فاز فری ت بی ش از 60درص د احتمال تشکیل ترک های هیدروژنی را افزایش خواهد داد .با نفوذ اتم های تازه هیدوژن به نوک ترک ،رشد آن ادامه یافته و در نهایت منجر به بروز پدیده ترک هیدروژنی می شود .بنابراین تردی هیدروژنی را می توان یک پدیده کنترل شونده با نفوذ ( )Diffusional Controlledو وابسته ب ه زمان ( )Time Dependingدانست ک ه از نظر رشد ترک ،درون دانه ای و مرزدانه ای خواهد بود .در واقع در تنش های کم رشد ترک بین دانه ای (در مسیر مرز دانه های آستنیت قبلی) و در تنش های زیاد در مسیر درون دانه ای می باشد در ه ر حال مکانیزم های دیگری برای توجیه پدیده ترک خوردن به کمک هیدروژن ( )Hydrogen Assisted Crackingارائه شده است که اکثرا ً بر پایه مدل غیر چسبندگی ( )Decohesion Modelبنا نهاده شده است .در یکی از این تئوری ها برای توجیه پدیده از معادله گریفیت استفاده شده است .بر طبق این معادله تنش شکست ترک بیضی شکل به طول 2Cبرابر σc = (2E.y(s)/πC)0.5 می باشد که در آن Eمدول یانگ و ysانرژی سطحی ترک است .واضح است که عاملی که منجر با کاهش ysمی شود ،تنش شکست ترک را کاهش می دهد و این عامل از طریق جذب اجزاء مناسب در سطح ترک مهیا می شود .بنابراین نفوذ اتم های هیدروژن و تجمع آن ها بر روی سطوح ترک های موجود در ساختار سبب کاهش انرژی شکست ترد می شود و در واقع رفتار ماده ترد خواهد شد در شکل 3تئوری مشابه با توضیحات فوق ارائه شده است .مطابق با این تئوری اندر کنش میان نابجاییهای متوقف شده در نوک ترک ،و تحت تنش اعمال شده خارجی سبب بوجود آمدن تنش ماکزیممی در فاصله حدود 20میکرومتری از نوک ترک می گردد ،و در این حالت اتم های هیدروژن تحت تاثیر میدان تنشی مذکور قرار خواهند گرفت .حال اگر غلظت هیدروژن در این نقطه به حد بحرانی الزم برسد ،یک میکرو ترک تشکیل می شود که ناشی از کاهش استحکام چسبندگی موضعی و یا توقف حرکت نابجایی در ناحیه غنی از هیدروژن و یا هر دوی این عوامل می باشد .این میکروترک در فاصله 1میکرومتری از نوک ترک دوباره متوقف خواهد شد و این عمل همچنان ادامه می یابد و فرآیند کنترل کننده آن فراهم بودن هیدروژن در محل حداکثر تنش هیدرواستاتیکی است که در فاصله 20میکرو متری از نوک قرار دارد. شرایط تشکیل ترک های هیدروژنی و راه های جلوگیری از آن سه شرط اصلی برای بروز پدیده تردی هیدروژنی ذکر شد است و گفته می شود که کنترل و حذف هر کدام از شروط ،تشکیل این پدیده را تا حد زیادی کاهش می دهد .این سه شرط به تفکیک در ادامه مورد بررسی قرار گرفته است الف) جذب هیدروژن در جوش مقادیر بسیار کم هیدروژن در فلزات و آلیاژهای با شبکه کریستالی bccو fccکه اساساً استعداد بیشتری به بروز ترک های هیدروژنی دارند ،برای تشکیل ترک کافی خواهد بود .برای مثال وجود 0.0001درصد هیدروژنی در فوالد منجر به تشکیل ترک هیدروژنی می گردد. حد مجاز هیدروژن با افزایش درصد کربن و عناصر آلیاژی فوالد کاهش می یابد ،چون در این حالت احتمال تشکیل فاز سخت مارتنزیت که خطر بروز ترک های هیدروژنی را تشدید می کند بیشتر خواهد بود .از منابع ورود هیدروژن در جوش موارد زیر را می توان نام برد: • رطوبت و سلولز و آب تبلور موجود در مواد روپوش الکترود؛ • رطوبت موجود در پودر یا فالکس جوشکاری؛ • رطوبت موجود در فالکس سیم جوشهای توپودری؛ • رطوبت و زنگ زدگی و آلودگی های هیدروکربنی (گریس و روغن و رنگ و ) ...موجود بر روی فلزات پایه؛ • رطوبت موجود در گازهای محافظ که در روش جوشکاری با محافظت گاز خنثی مثل TIG ,MIGو PAWمصرف می شوند؛ موارد باال خطر جذب هیدروژن و تردی هیدروژنی وجود دارد .برای مثال در جوشکاری فوالدهای زنگ نزن دوبلکس از گاز محافظ Ar-0.5H2استاده می شود که این خود خطر بروز تردی هیدروژنی را افزایش می دهد ب) وجود ساختار مستعد به تشکیل ترک به عنوان مثال در فوالدها وجود ساختار میکروسکوپی که به طور کامل و یا نسبی حاوی فاز ترد مارتنزیت باشد ،احتمال بروز این پدیده افزایش می یابد .در جوشکاری به ندرت احتمال دارد که سرعت سرد شدن جوش کمتر از حد c/s 5باشد ،و با این سرعت سرد شدن حتی در اکثر فوالدهای کم آلیاژی نیز شاهد تشکیل ساختار مارتنزیتی خواهیم بود ،و البته هر چقدر درصد کربن فوالد باالتر باشد ،این استعداد بیشتر خواهد شد .توضیح اینکه با افزایش درصد کربن فوالد ،عم ً ال فاز مارتنزیت حاصله سخت تر و شکننده تر می شود و از اینرو فوالد مقاومت کمتری در برابر ترک های هیدروژنی خواهد داشت .همچنین وجود عناصر آلیاژی که سبب افزایش قابلیت سختی پذیری ( )Harden abilityفوالد می شود، همچون نیکل ،موجب می گردد که وسعت ناحیه مارتنزیتی در قطعه پس از جوشکاری افزوده گردد ،و این خود خطر تردی هیدروژن را افزایش می دهد. ج) تنشهای پسماند حرارت موضعی جوشکاری سبب انبساط نواحی اطراف جوش می شود و در هنگام انجماد و سپس سرد شدن جوش ،انقباضات انجمادی و فاز جامد ( ) Shrinkage & Contractionرا داریم که چون بصورت موضعی و غیر یکنواخت صورت می گیرد منجر به بروز تنش های پسماند در ناحیه جوشکاری شده می گردد .چراکه اغلب امکان آزاد شدن این تنش ها از طریق تغییر فرم غیر یکنواخت قطعه وجود ندارد .در بسیاری از مواد آزاد شدن موضعی این تنش ها (اگر در حد تنش تسلیم نباشد) سبب پیچیدگی و تاییدگی اجزاء اتصال می شود و یا می تواند منجر به بروز ترک شود که این مشکل در قطعات ضخیم جدی تر خواهد بود. اندازه گیری ها نشان می دهد که تنش پسماند در جوش ،بر روی ورق های نازک شامل تنش کششی در دو طرف جوش و با فاصله کم از آن ،و تنش فشاری در فواصل بیشتر از جوش می شود .در ورق های ضخیم (با طرح اتصال جناقی یکطرفه) تنش زاویه ای نیز بوجود می آید که یا اضافه شدن تعداد پاس های جوش این تنش نیز افزوده می گردد. در خیلی از موارد تنشهای پسماند قبل از جوشکاری نیز ممکن است وجود داشته باشند ،که این تنشها با تنشهای حاصل از جوشکاری ترکیب می شوند .در هر حال پیش بینی و محاسبه تنش های پسماند کاری مشکل بوده و غالباً با مدلهای ریاضی و از طریق شبیه سازی با روش های المان محدود و اختالف محدود صورت می گیرد .قدر مسلم اینکه وجود تنش های کششی پسماند در موضع جوش خطر بروز ترک های هیدروژنی را افزایش می دهد و هر چقدر شدت و تمرکز این تنشها بیشتر باشد ،خطر بروز تردی بیشتر می شود. یادآوری می شود که ترک های هیدروژنی ممکن است پس از تاخیر طوالنی حدود چندین نماید .یعنی در شرایطی که احتماالً قطعه در شرایط سرویس کار و تحت تنش قرار می گیرد ممکن است دچار ترک و شکستگی شود .در این موارد تنش های حین سرویس با تنشهای پسماند در قطعه جمع شده و منجر به بروز ترکهای هیدروژنی می شوند. شرط چهارمی نیز برای ترک های هیدروژنی ذکر شده است و آن اینکه می بایست فوالد در محدوده دمایی -10تا +160درجه سانتیگراد قرار داشته باشد. با مروری بر شرایط تشکیل و مکانیزم تردی هیدروژنی مشخص می شود که روش های کنترل و پیشگیری از بروز این پدیده ،بطور خالصه عبارت خواهند بود از: .1استفاده از مواد مصرفی ( ) Consumablesعاری از هیدروژن بگونه ای که غلظت هیدروژن جذب شده در جوش به کمتر از حد بحرانی برسد. . 2بکارگیری فرآیند و روش صحیح و مناسب جوشکاری تا حداقل جذب هیدروژن و تنش های پسماند جوشکاری را منجر گردد و بعالوه شرایط مطلوب تری را برای تشکیل ساختار مقاوم به ترک فراهم آورد. .3استفاده از عملیات حرارتی پیش گرمایش و پس گرمایش ( )Pre Heating & Post Heatingمناسب جهت کمک به حذف یا کاهش حد هیدروژن و تنش های پسماند و بهبود شرایط تشکیل ریز ساختار غیر حساس به ترک های هیدروژنی. چرا فوالد را پیش گرم می کنیم در مواردی که خطر بروز ترک های هیدروژنی وجود دارد ،اولین کاری که اغلب توصیه می شود ،انجام عملیات حرارتی پیش گرمایش و معموالً پس گرمایش است ،چراکه موثرترین راه حل کاهش و یا حذف احتمال ترک خوردن هیدروژنی است .در این مورد اینطور گفته می شود که با انجام هر عملی که منجر به مسیر اشتباه در عملیات جوشکاری شود ،استفاده عاقالنه از پیش گرمایش بیش از هر چیز دیگری کمک خواهد کرد تا به مسیر درست و موفقیت آمیز نزدیک شویم. در بسیاری از موارد دلیل اصلی استفاده پیش گرمایش در فوالدها کمک به حذف هیدروژن پسماند و پیشگیری از بروز پدیده هیدروژن تردی ذکر شده است .البته لزوم انجام چنین عملیاتی با در نظر گرفتن عواملی همچون سختی پذیری فوالد (کربن معادل) ،مقدار هیدروژن جوش و درجه قید و مهار اتصال ()Degree of Restraint مشخص خواهد شد .درجه قید و مهار اتصال فاکتوری است که مشخص کننده درجه آزادی حرکت اجزاء اتصال در هنگام جوشکاری می باشد .با این توضیح که در جوشکاری های ذوبی ،فلز جوش هنگام انجماد دچار انقباض می شود و بدین ترتیب اجزاء اتصال تحت تنش کششی قرار می گیرند. حال اگر اجزاء اتصال از آزادی حرکت نسبی برخوردار باشند ،تنش های مذکور خنتی می شوند ،در غیر اینصورت اگر تنش های بوجود آمده به اندازه تنش تسلیم و با تنش شکست آلیاژ باشد آنگاه منجر به تابیدگی و یا ترک خوردن محل جوش می شود .در مجموع باید گفت که در درجه مهار اتصال متناسب با ضخامت اتصال ،طرح اتصال ( )Joint Designو شکل قطعه تغییر می کند. پروفسور استوت ( ) Stoutدر کتاب خود دلیل اصلی استفاده از پیش گرمایش را کاهش استعداد به تشکیل ترک های تاخیری هیدروژنی در موضع جوش در فوالدهای کربنی و آلیاژی ساختمانی ( )Structural Carbon & Alloy Steelsذکر کرده است .وی چهار توجیه را برای اینکه چرا پیش گرمایش در اینگونه موارد می تواند مفید باشد به شرح زیر بیان نموده است: . 1پیش گرمایش سرعت سرد شدن فلز جوش و نواحی مجاور آن را کاهش می دهد و بدین ترتیب شرایط برای تشکیل ساختار متالورژیکی فرم پذیر که مقاومت بیشتری در برابر ترک خوردن دارد ،حاصل می گردد. .2با کاهش سرعت انجماد و سرعت سرد شدن جوش ،فرصت و زمان کافی برای خروج هیدروژن از جوش و نواحی مجاور متاثر از حرارت بوجود می آید و در واقع بدین ترتیب ایمنی قطعه در برابر ترک های هیدروژنی افزوده می شود. . 3پیش گرمایش عالوه بر آنکه مقدار انقباض را کاهش می دهد .سبب اصالح تنش های پسماند نیز می گردد و بنابراین در مجموع خطر ترک خوردن کمتر می شود. . 4پیش گرمایش موجب می گردد تا فوالد به محدوده دمایی که در آن خطر شکست ترد حین جوشکاری وجود ندارد ،منتقل شود. خاطر نشان می شود که پیش گرمایش برای جلوگیری از ترک هایی موثر است که از نوع ترک سرد باشند و احتمال بروز این ترک در حضور هیدروژن تشدید می گردد .در واقع ترکهای تا زمانیکه فوالد به درجه حرارت محیط نرسیده باشد ،تشکیل نخواهند شد و در خیلی از موارد ترک خوردن همراه با تاخیر چند روز پس از جوشکاری اتفاق می افتد. شواهد نشان می دهد که پیش گرمایش به عنوان موثرترین روش حذف پدیده ترک های هیدروژنی ،سالهاست مورد استفاده قرار گرفته است .تحقیقات انجام شده بیانگر این واقعیت است که ترکهای زیر گرده جوش که در فوالدهای کربن – منگنزی جوشکاری شده با الکترودهای حاوی مقدار نسبتاً زیاد هیدروژن بوجود می آید که با پیش گرم نمودن قطعه تا حدود 95 - 150درجه سانتیگراد کام ً ال حذف خواهد شد. همچنین در تحقیقات دیگری مشخص شده است که سرعت سرد شدن قطعه در زیر دمای 205درجه سانتیگراد تاثیر مهمی بر پدیده ترک خوردن هیدروژنی دارد و در واقع تسریع در سرعت سرد شدن موضع جوش در دماهای کم پدیده ترک هیدروژنی را شدت می بخشد چراکه زمان کمتری برای خارج شدن از ساختار فوالد خواهد داشت. در کل نتایج نشان می دهد که دمای پیش گرمایش خیلی کم در حدود 50درجه سانتیگراد نیز در برخی از فوالدها همچون فوالد ساده کربنی می تواند منجر به کاهش خطر تردی هیدروژنی گردد ،چون با این عمل سرعت سرد شدن جوش در زیر دمای 205 درجه سانتیگراد به حد کافی می باشد. شایان ذکر است که در این بخش دالیل پیش گرمایش فوالد با توجه به حذف مشکل ترک های هیدروژنی ذکر شده است .در هر حال دالیل دیگری هم برای پیش گرمایش وجود دارد که برای مثال یک مورد آن فراهم کردن باالنس حرارتی در اتصال بین قطعات نامتجانس است .در این موارد پیش گرمایش کمک می کند که فاکتور فروکش یا افت حرارتی ( )Heat Sinkدر طرفین درز اتصال متعادل گردد. فجایع ناشی از ترک های هیدروژنی ترکهای هیدروژنی ممکن است که همواره قابل تشخیص و شناسایی نباشند .به طور معمول چون این ترک ها اغلب به سطح قطعه راه ندارند ،لذا امکان تشخیص و شناسایی آن ها با روش های بازرسی ذرات مغناطیسی و مایع نفوذی وجود نخواهد داشت .همچنین بسته به اینکه جهت ترک در چه امتدادی نسبت به راستای پرتونگاری قرار داشته باشد ،امکان شناسایی با تست های رادیوگرافی نیز ممکن است وجود نداشته باشد .اگرچه در چنین مواردی روش التراسونیک بهترین روش شناسایی تعیین محل های ترکهای داخلی بحساب می آید ،ولی بسته به اینکه ترک در چه عمقی قرار داشته باشد و چقدر بزرگ باشد ،و چه تکنیکی برای ارزیابی آن بکار گرفته شده باشد ،حتی ممکن است با روش آلتراسونیک هم قابل شناسایی و تعیین محل نباشد. در هر حال اگر عیب ترک هیدروژنی غیر قابل شناسایی باقی بماند و قطعه راهی شرایط سرویس کار شود ،آنگاه شکست و انهدام آن در حالت بارگذاری بحرانی حتمی خواهد بود .تاکنون چندین مورد فاجعه در مورد شکست ترد اتفاق افتاده است که برای مثال مواردی جون دو نیم شدن کشتی های غول پیکر در آبهای اقیانوس ها ،شکسته شدن پلهای فلزی طویل ،انفجار خطوط انتقال گاز ،انفجار دیگ های بخار پاالیشگاه ها و نیروگاه ها و بسیاری از موارد مشابه را می توان نام برد که عمدتاً ناشی از محاسبات نادرست طراحی جوش و یا اجرای نامناسب عملیات جوشکاری بوده و ضررهای مالی و جانی غیر قابل جبرانی را ببار آورده اند .در خیلی از این موارد علت اصلی بروز حادثه ،وجود ترک های هیدروژنی شناسایی نشده در موضع جوشکاری گزارش شده است. بنابراین اگر در کل ترکی وجود داشته باشد که امکان شناسایی آن فراهم نباشد ،آنگاه بسته به اینکه شرایط کار چگونه باشد ممکن است منجر به بروز حوادث ناگواری گردد