Γιατί αυτό έχει σημασία

Η υδρογονοεπαγόμενη ρωγμάτωση (HIC) είναι ένας από τους πιο καταστροφικούς και λιγότερο ορατούς τρόπους αστοχίας σε υπηρεσία αγωγών και δοχείων πίεσης από ανθρακούχο χάλυβα. Αναπτύσσεται χωρίς εξωτερικό φορτίο όταν ατομικό υδρογόνο, που παράγεται από υδατική διάβρωση H2S, διαχέεται στο χάλυβα και ανασυνδυάζεται σε εσωτερικά εγκλείσματα ή λωριδωτή μικροδομή για να σχηματίσει εσωτερικές ρωγμές. Όταν ανιχνευθεί HIC, ο εξοπλισμός είναι συνήθως πέραν επισκευής.

Αυτός ο οδηγός εξηγεί τον μηχανισμό, την τυπική μέθοδο δοκιμής (NACE TM0284), τα κριτήρια αποδοχής που χρησιμοποιούν τα περισσότερα έργα, και πώς να γράψετε μια ρήτρα ανθεκτικότητας HIC στην παραγγελία αγοράς σωλήνων και εξαρτημάτων σας.

Βασικά τεχνικά γεγονότα

Μηχανισμός

Η υδατική διάβρωση H2S στην επιφάνεια του χάλυβα απελευθερώνει ατομικό υδρογόνο.
Τα ιόντα θειούχου μπλοκάρουν τον ανασυνδυασμό υδρογόνου στην επιφάνεια, αναγκάζοντας τα άτομα υδρογόνου να διαχυθούν στο χάλυβα.
Μέσα στο χάλυβα, τα άτομα υδρογόνου συλλέγονται σε εγκλείσματα MnS, λωριδωτό φερρίτη-περλίτη ή άλλες ασυνέχειες, ανασυνδυάζονται σε αέριο H2 και δημιουργούν υψηλή εσωτερική πίεση.
Η πίεση σχηματίζει εσωτερικές βαθμιδωτές ή επίπεδες ρωγμές που διαδίδονται χωρίς εξωτερικό φορτίο.

Μέθοδος δοκιμής (NACE TM0284)

Το NACE TM0284 ορίζει εμβάπτιση δειγμάτων για 96 ώρες σε διάλυμα δοκιμής κορεσμένο με H2S. Δύο διαλύματα χρησιμοποιούνται συνήθως:

Διάλυμα A: Όξινο άλμη NACE (σοβαρή υπηρεσία).
Διάλυμα B: Συνθετικό θαλασσινό νερό (λιγότερο σοβαρό).

Μετά την έκθεση, τα δείγματα τεμαχίζονται και εξετάζονται μεταλλογραφικά. Τρεις δείκτες αναφέρονται ανά τομή και υπολογίζονται κατά μέσο όρο ανά δείγμα:

CLR - Λόγος Μήκους Ρωγμής.
CTR - Λόγος Πάχους Ρωγμής.
CSR - Λόγος Ευαισθησίας Ρωγμής.

Κριτήρια αποδοχής

Το ίδιο το NACE TM0284 δεν περιλαμβάνει κριτήρια αποδοχής. Τα περισσότερα έργα υιοθετούν τυπικά βιομηχανικά κριτήρια από NACE MR0175 / ISO 15156 Μέρος 2 και EFC 16:

CLR μικρότερο ή ίσο του 15%.
CTR μικρότερο ή ίσο του 5%.
CSR μικρότερο ή ίσο του 2% (συνήθως).

Οι προδιαγραφές του έργου μπορεί να αυστηροποιήσουν αυτά (για παράδειγμα CLR μικρότερο ή ίσο του 10% ή 6%). Πάντα διαβάστε το φύλλο δεδομένων.

Πίνακας αποφάσεων: Επιλογή υλικού ανθεκτικού στο HIC

Υπηρεσία	Προτεινόμενη προσέγγιση
Ήπια όξινη (χαμηλή μερική πίεση H2S)	Ανθρακούχος χάλυβας με καλή καθαρότητα· δεν απαιτείται δοκιμή HIC
Μέτρια όξινη	A106 ελεγμένο για HIC, API 5L PSL 2 με ελεγμένη περιεκτικότητα S και επεξεργασία Ca
Σοβαρή όξινη, υγρό H2S	Καθαρός χάλυβας ελεγμένος για HIC με πλήρη δοκιμή Διαλύματος A· αυστηρά CLR / CTR
Πολύ σοβαρή / υψηλή περιεκτικότητα χλωρίου	Επένδυση CRA ή διπλό / κράμα νικελίου

Βασικοί μεταλλουργικοί μοχλοί για αντοχή στο HIC:

Το θείο διατηρείται πολύ χαμηλό (συχνά λιγότερο από 0,003%).
Επεξεργασία με ασβέστιο για σφαιροποίηση των θειούχων εγκλεισμάτων.
Περιορισμένη λωριδωτή μικροδομή μέσω επιταχυνόμενης ψύξης ή κανονικοποίησης.
Αυστηρός έλεγχος φωσφόρου και ανεπιθύμητων στοιχείων.

Για εξαρτήματα σωλήνων χωρίς ραφή με συγκόλληση πισινής και σφυρήλατες φλάντζες που χρησιμοποιούνται σε όξινη υπηρεσία, καθορίστε το βασικό υλικό ελεγμένο για HIC και επιβεβαιώστε ότι οι συνθήκες δοκιμής ταιριάζουν με την προδιαγραφή του σωλήνα γραμμής.

Συνήθη λάθη προμηθειών

Προσδιορισμός δοκιμής HIC χωρίς διάλυμα. Το Διάλυμα A και το Διάλυμα B δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα· η παραγγελία πρέπει να αναφέρει ποιο.
Αποδοχή μιας μόνο αναφοράς δοκιμής που καλύπτει όλες τις θερμίδες. Η δοκιμή HIC γίνεται ανά θερμίδα για τα περισσότερα έργα.
Σύγχυση HIC με SSC. Η ρωγμάτωση λόγω θειούχου καταπόνησης (SSC) είναι διαφορετικός μηχανισμός και διέπεται από ελέγχους σκληρότητας σύμφωνα με NACE MR0175.
Παράλειψη δοκιμής HIC σε εξαρτήματα επειδή ο σωλήνας είναι ελεγμένος για HIC. Τα εξαρτήματα έχουν διαφορετική διαδικασία σφυρηλάτησης· καθορίστε ξεχωριστά.
Αφήνοντας τα όρια CLR / CTR να μετατοπίζονται. Με την πάροδο του χρόνου, η σταδιακή χαλάρωση των κριτηρίων αποδοχής διαβρώνει το περιθώριο υπηρεσίας.

Λίστα ελέγχου αγοραστή

Καθορίστε το διάλυμα δοκιμής (A ή B) και τα κριτήρια αποδοχής (CLR, CTR, CSR) στην παραγγελία αγοράς.
Απαιτήστε αναφορές δοκιμής HIC ανά θερμίδα, με τρεις τομές ανά δείγμα.
Για εξαρτήματα σωλήνων χωρίς ραφή με συγκόλληση πισινής, καμπύλες σωλήνων και σφυρήλατες φλάντζες, καθορίστε την ελεγμένη συνθήκη HIC και το αντίστοιχο ανώτατο όριο σκληρότητας σύμφωνα με NACE MR0175.
Διασταυρώστε τα πιστοποιητικά μας για το ιστορικό έργων όξινης υπηρεσίας.
Στείλτε το αίτημά σας για υλικό ανθεκτικό στο HIC μέσω της σελίδας υποβολής ερωτήσεων με μερική πίεση H2S, περιεκτικότητα χλωρίου, pH και θερμοκρασία.

Πηγές

https://farsi.msrpco.com/wp-content/uploads/2019/10/standard-nace-tm0284.pdf
https://ogcenergy.com/faqwd/what-is-nace-mr0175-acceptance-criteria-for-hic-nace-tm0284/
https://epcland.com/hydrogen-induced-cracking-hic-mechanism/