Liquid Metal Embrittlement in High Strength Steel Structures

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia, esiintyykö kuumasinkitetyissä korkealujuuksisissa teräsrakenteissa merkkejä mahdollisesta kuumasinkityksen aiheuttamasta sulametallihauraudesta. Tavoitteena oli kartoittaa sulametallihaurauden aiheuttamien säröjen etsimiseen sopivia tutkimusmenetelmiä ja selvittää soveltuva syövytysmenetelmä sinkin poistamiseksi kuumasinkitetyn teräsrakenteen pinnalta.

Projektin aikana tutkittiin sulametallihaurauden esiintyvyyttä kuumasinkitetyissä korkealujuuksisissa teräsrakenteissa. Kartoitettiin tutkimusmenetelmiä sulametallihaurauden mahdollisesti aiheuttamien säröjen havaitsemiseksi kuumasinkitetyistä teräsrakenteista. Tutkittiin syövytysmenetelmiä sinkin poistamiseksi kuumasinkitetyn teräsrakenteen pinnalta.

Opinnäytetyössä tutkittiin kuumasinkitetyiden teräsrakenteiden sulametallihauraudelle alttiit alueet sulametallihaurauden mahdollisesti aiheuttamien säröjen löytämiseksi magneettijauhetarkastusmenetelmällä ja visuaalisella tarkastelulla. Sinkkikerroksen poisto teräksen pinnalta suoritettiin inhiboidulla suolahappoliuoksella.

Insinöörityön lopputuloksena saatiin havaintoja, joiden mukaan testatuissa kuumasinkitetyissä korkealujuuksisissa teräsrakenteissa ei esiintynyt sulametallihaurauteen viittaavia indikaatioita. Natriumhydroksidiliuos ja inhiboitu suolahappoliuos soveltuvat sinkin syövyttämiseen kuumasinkityn teräsrakenteen pinnalta.

Tulokset antavat tietoa testattujen kuumasinkitettyjen korkealujuuksisten teräsrakenteiden alttiudesta sulametallihauraudelle. Magneettijauhetarkastusmenetelmää voidaan käyttää säröjen kartoittamiseen kuumasinkitetystä teräsrakenteesta. Syövytyskokeiden tuloksia voidaan hyödyntää tutkimuksissa, joissa esiintyy tarve syövyttää sinkkikerros kuumasinkitetyn teräsrakenteen pinnalta.

The objective of this thesis was to examine hot-dip galvanized high strength steel structures with respect to liquid metal embrittlement. The objective included determination of a suitable inspection method for the detection of possible liquid metal induced cracking. Another objective was to determine a suitable etching method for the removal of the zinc layer from the surface of a hot-dip galvanized steel structure.

During the project hot-dip galvanized high strength steel structures were inspected to discover indications of possibly occurring liquid metal embrittlement. Examination methods for the detection of liquid metal assisted cracking were determined. Etching methods were examined for removal of zinc layer from surface of hot-dip galvanized high strength steel.

In this thesis the most critical parts of hot-dip galvanized high strength steel structures were examined with magnetic particle inspection and visual inspection to discover indications of possibly occurring liquid metal induced cracking. The removal of the zinc layer from the surface of high strength steel sample structures was conducted with a hydrochloric acid solution containing an inhibitor.

As a result of this thesis, no indications of liquid metal induced cracking in hot-dip galvanized high strength steel structures were detected with magnetic particle inspection or visual examination. Sodium hydroxide and hydrochloric acid are suitable for etching the zinc layer off the surface of a high strength steel structure.

The results provide information regarding the susceptibility of hot-dip galvanized high strength steel structures to liquid metal induced cracking. Magnetic particle inspection can be used in studies for detecting cracks in hot-dip galvanized steel structures. Results from the etching experiments could be utilized in studies where there is a need for removing the zinc layer from the surface of hot-dip galvanized steel structure.