“氫脆”有多可怕？剛建造完成的巨型油輪，停在水面沒動斷成兩截

1943年1月16日，斯克內克塔迪號油輪在試航歸來後，就停靠在碼頭上。當天天氣晴朗，不遠處的人們在這個晴朗的天氣裡眺望遠處的風景。

突然，一陣金屬撕裂刺耳的聲音，打破了這份難得的寧靜，人們順着聲音望過去，看到令他們終身難忘的一幕。

剛纔停在港口好好的斯克內克塔迪號油輪，從中間開始斷裂，隨着裂縫越來越大，聲音也越發刺耳，岸邊的人們捂着耳朵，面面相覷，不可思議的看着這一幕。

這條裂縫是從船體上方開始，裂縫向下延伸到左舷和右舷，裂縫一直延伸到龍骨，造成龍骨也斷裂開來。

最終裂縫擴大，整艘船斷成了兩截，船頭和船尾向下觸碰到了水底，龍骨折斷的地方露出了水面。在整艘船斷裂的過程中，發出巨大並且刺耳的聲音，傳到2公里之外。

實際上，斯克內克塔迪號油輪並不是第一次發生這樣的情況，之前這種情況也發生過10多次，只不過斷裂沒有斯克內克塔迪號油輪這次嚴重，斷裂沒有這次徹底，完全斷裂成了兩截的情況。

只不過之前一直沒有找到原因，爲何新建造剛完工的船，停留在水面上沒動，就會斷裂成爲兩截了呢？美國方面決定要調查清楚。

油輪斷裂的原因有些意外

如果是一艘舊油輪，發生這樣的情況，還可以理解。但斯克內克塔迪號油輪可不是一艘老舊的船隻，它是一艘新船，是一艘剛完工的油輪，靠近輪船邊上，甚至能夠聞到一股剛刷上的油漆味。

在調查過程中，發現斯克內克塔迪號油輪，是俄勒岡州天鵝島造船廠建造的第一艘油輪。

整艘油輪原本計劃的建造時間爲8個月，然而，當時處於二戰時期，這些建造的油輪都是用來運送物資，在被定下的那一刻，就已經開始爲這些油輪安排了任務。

所以這些油輪的建造只能提前，而不能推後。正是在這種背景下，斯克內克塔迪號油輪的建造速度非常快。1942年7月1日龍骨才安放，船體於10月24日就下水了。

12月31日，下水不到兩個月的時間，整艘船上所有的設施都已經安裝到位，意味着整艘船建造6個月後，就全部完工，比計劃提前了兩個月時間左右。

當時美國建造速度還是非常快的，由於戰爭需要一年要製造數百條新船，並且還不是小船，而是大型船隻或者巨型油輪。

在知道這些信息後，調查人員心中就有了自己的猜測，第一次建造油輪，並且是在趕工期提前兩個月完工的情況下，那是不是電焊工，在焊接的時候馬虎了，所以導致焊接沒有達到要求，纔會出現新油輪斷成兩截的情況呢？

最終經過專業人士的檢驗，發現焊接都沒問題。最終把問題鎖定在應力、氣候和設計等方面。最終確定斷裂原因爲脆性斷裂，而引發的原因是“氫”，也就是“氫脆”。

什麼事“氫脆”，爲何這麼可怕？

氫脆現象在金屬應用中非常常見，其在金屬冶煉、加工、電鍍和熱處理過程中，都會出現這樣現象。

至於爲何會出現氫脆現象，目前在科學界有很大的爭議，一般認爲氫脆現象主要是以下幾個原因導致的；

1、一些金屬與氫有比較大的親和力，在富含氫的環境中，氫原子會滲入到金屬的內部，過飽和的氫會與原子形成氧化物，形成了原子團簇。

致使金屬的晶格結構發生變化，這些原子團簇會佔據金屬內部的縫隙，形成微小的裂紋，當出現極端天氣，例如天氣寒冷的時候，金屬性能下降，就會出現斷裂的情況。

2、金屬在煉製的時候，內部溫度非常高，氫氣會滲入金屬中與碳發生反應，形成甲烷，而甲烷氣泡會在金屬中聚集長大，也在金屬中形成一個個看不見的氣泡，在極端天氣下，導致金屬性能下降，容易出現斷裂的情況。

3、一般金屬中的原子呈現規則的排列，被稱爲晶格，而氫原子由於其只有一個質子，所以個頭相對較小，當氫原子進入到金屬中的時候，會進入到晶格的縫隙之中。

而當金屬受到應力的時候，由於氫原子的存在，會導致金屬內部受到的應力分佈不均，在材料的內部產生缺陷和微小的裂痕，導致金屬材料性能下降並且裂痕會延伸，在極端天氣下，這些裂痕會進一步擴大，就會發生斷裂。

4、金屬在凝固的過程中速度過快，由於之前與氫有過接觸，這些氫沒能及時釋放出來，最終在金屬內部擴散，並且在金屬晶格中不斷地凝聚，形成一個個白點，也就是微小的裂痕。

從目前對於氫脆的研究上來看，氫脆只能預防，而不能消除，一旦氫脆產生後，將會一直存在金屬內部。

氫脆現象如何防範

在宇宙中，要說什麼元素最多，那一定是氫元素了，一個恆星系中，重量佔比最大的一定是氫元素最多。例如太陽，佔據整個太陽系質量的99.8%左右，而氫元素佔據了71%，氦元素佔據27%，其他元素僅2%。

根據保守估計，氫元素佔到整個宇宙的75%左右，至於氫元素後面的元素，都是氫元素在覈聚變之後形成的。

雖然氫元素在宇宙中非常廣泛，但是在地球上佔比比較少，僅佔到0.14%左右，這是因爲氫元素比較輕，容易逃逸，一般都是以化合物的方式存在。

雖然地球上的氫元素少，但是並未沒有，例如煤炭中除去碳元素外，排名第二的就是氫元素了，所以在煉製金屬的時候，就不可避免的碰到了氫。

既然不可避免，那麼如何防範，才能把氫元素對金屬的影響降到最低，從而避免產生氫脆現象呢？

目前避免氫脆的方法，主要是改進施工工藝，在加工和鍛造的過程中，儘量使用惰性氣體以減少氫氣的接觸。

另外使用熱處理和表面處理的方式，來改變金屬晶粒的結構和狀態。另外利用現代材料學和工程學的手段，來改變金屬材料的抗氫能力，利用合金等方式，減少金屬內部的晶格空間，不給氫可乘之機。

另外，在日常使用過程中，使用鍍層或者是塗層，阻擋氫進入到金屬內部，以增加延長金屬的使用年限。

通過這些方法，可以有效的避免產生可怕的氫脆，不會再次發生剛完工的船隻，停着不動就會斷成兩截的情況發生。