Hidrogén okozta károsodás elemzése csővezeték-alapanyagban végeselemes módszerrel
Numerical engineering assessment of hydrogen-induced damage in pipeline-base material
Keywords:
hydrogen embrittlement, numerical modeling, tensile testing, finite element simulation, fracture mechanics / hidrogén ridegedés, numerikus modellezés, szakítóvizsgálat, végeselemes szimuláció, törésmechanikaAbstract
In modern scientific fields, hydrogen is gaining increasing attention as an energy storage medium. In our research, we analyzed hydrogen-induced embrittlement using material testing and numerical simulations. We developed a testing method suitable for conducting stress corrosion experiments in an environment loaded with inert gas pressure. Through finite element simulations, we were able to interpret the relationship between the effects of hydrogen and the fracture behavior of steel.
Kivonat
A jelenkori tudományos területeken egyre nagyobb teret nyer magának a hidrogén, mint energiatároló közeg vizsgálata. Kutatásunkban anyagvizsgálatok és numerikus számítások segítségével elemeztük a hidrogén okozta ridegedést. Kifejlesztettünk egy vizsgálati módszert, amely alkalmas inert gáznyomással terhelt környezetben végzett feszültségkorróziós vizsgálatokra. Végeselemes szimulációkkal értelmezni tudtuk a hidrogén hatását és az acél törési viselkedése közötti összefüggést.
References
Sandeep Kumar Dwivedi, Manish Vishwakarma. Effect of hydrogen in advanced high strength steel materials. International Journal of Hydrogen Energy, 44: 28007-28030, 2019.
Valentin G. Gavrijuk, Vladyslav M. Shyvanluk, Sergey M Teus. Hydrogen in metallic alloys – embrittlement and enhanced plasticity, Corrosin Reviews 3, 267-301, 2024.
Umme J., Sung J. K. Investigation of hydrogen embrittlement in steel allyos: mechanism, factors, advanced methods nad materials, applications, challenges and future directions: A review. Journal of Materials Research and Technology, 38: 1276-1301, 2025.
Anton T., Gregor M., Markus O., Spethan B., Christoph H., Christoph D. Hydrogen Uptake and Embrittlement of Carbon Steels in Various Environments, Materials, 13(16), 3604, 2020.
Alberto Corigliano, Stefano Mariani, and Barbara Orsatti. Identification of Gurson– Tvergaard material model
parameters via Kalman filtering technique. I. Theory. International Journal of Fracture, 104(4):349–373, 2000.
Sondre Bergo, David Morin, Tore Borvik, Odd Sture Hopperstad. Micromechanical modelling of ductile fracture in pipeline steel using a bifurcation-enriched porous plasticity model, Int J Fract 227:57-78, 2021.
ISO 7039:2024 Method for evaluating the susceptibility of materilals to the effects of highpressure gas within hollow test pieces.
H. Aguir and H. Marouani. Gurson-Tvergaard-Needleman parameters identification using artificial neural net-works in sheet metal blanking. International Journal of Material Forming, 3(S1):113–116, apr 2010.
Robin Depraetere , Wim De Waele, Margo Cauwels , Tom Depover , Kim Verbeken and Stijn Hertelé: Modeling of Hydrogen-Charged Notched Tensile Tests of an X70 Pipeline Steel with a Hydrogen-Informed Gurson Model; Materials 2023, 16, 4839.
Carlos Felipe Guzman, About the Gurson model and his extensions, University of Liege, Belgium, 2013.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
