Finite difference modelling for understanding the hydrogen assisted cracking in virtual slow strain rate tensile tests

• Autores: Garikoitz Artola Beobide, Javier Aldazábal Mensa
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 57, Nº 3, 2021 (Ejemplar dedicado a: Online First; e201), págs. 198-198
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Modelización por diferencias finitas aplicada a la interpretación del agrietamiento asistido por hidrógeno utilizando ensayos virtuales de tracción a baja velocidad de deformación
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• Resumen
  • español

    Se han observado distintos patrones de agrietamiento inducido por hidrógeno en dos aceros pertenecientes al mismo grado para el fondeo de estructuras offshore, cuando son ensayados a tracción a baja velocidad de deformación. Se plantea la hipótesis de que este comportamiento se debe a diferencias en la capacidad de atrape de hidrógeno de ambos aceros. De cara a evaluar la factibilidad de esta hipótesis se propone utilizar una nueva estrategia de modelización mediante diferencias finitas. El modelo está diseñado para emular el efecto del hidrógeno difusible y el hidrógeno atrapado en la nucleación y el crecimiento de grietas durante los ensayos referidos y, en consecuencia, durante la vida en servicio. El efecto de las diferencias en la capacidad de atrape de hidrógeno se ha simulado utilizando el modelo de tensión-difusión-resistencia propuesto. En las simulaciones, un mayor contenido en trampas de hidrógeno ha dado lugar a una menor densidad de grietas, mientras que la ausencia de trampas ha dado lugar a una menor densidad de grietas. Estos resultados se alienan con la hipótesis de partida, dado que las variaciones en capacidad de atrape han modificado el número de grietas nucleadas.

  • English

    Different hydrogen-induced cracking patterns have been observed on two construction steels belonging to the same strength grade for mooring offshore structures, when tested in a Slow Strain Rate Tensile test (SSRT) condition. A scenario is hypothesized, in which this behaviour arises from differences in hydrogen trapping capacity between the two steels. A novel finite difference modelling approach is proposed to assess the plausibility of this hypothesis. The model is designed to resemble the effect of the diffusible and the trapped hydrogen in the nucleation and growth of cracks during SSRT, and consequently in life service. The effect of different hydrogen trapping capacities has been simulated employing the proposed stress-diffusion-strength model. A higher content in traps led to fewer cracks; while the absence of traps led to a higher number of cracks. These results fit with the hypothesis, as variations in trapping capacity lead to variations in the number of cracks.