Chemical and mechanical effects in hydrogen interaction with steel

• Autorzy: Schmitt G.

Warianty tytułu

PL

Chemiczne i mechaniczne efekty w oddziaływaniu wodoru ze stalą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The hydrogen concentration in steel is influenced i) by adsorbates, films and scales on the hydrogen entry side, ii) by external stresses, and iii) by adsorbates, films and scales on the hydrogen exit side. The paper shows that hydrodynamic forces can destroy protective iron sulfide films and scales formed by H2S corrosion and thus can initiate hydrogen absorption. Experiments were performed under defined flow regimes produced by a submerged jet under high pressure H2S conditions. The hydrogen concentration in pipeline steel proved to be dependent on the hydrogen activity at the H entry side and on applied stress. The critical H concentration in the steel is lower for stressed than for unstressed pipeline steels. The hydrogen charging of media and charging conditions can be quantified in terms of hydrogen activity aH at the entry side. However, this relative parameter is not the only and reliable parameter for prediction of hydrogen damages, specifically in case of uninhibited hydrogen effusion at the exit side. Experimental investigations clearly indicate, that adsorbates and films on the H exit side can both inhibit and stimulate hydrogen desorption from the metal. Because of its high technical relevance this problem should receive more attention in future research

PL

W pracy pokazano, że siły hydrodynamiczne mogą zniszczyć warstwy ochronne i osady siarczkowe, wytworzone w wyniku korozji siarkowodorowej, i w ten sposób zainicjować pochłanianie wodoru przez stal. Doświadczenia przeprowadzono w warunkach wysokiego ciśnienia H2S oraz przy określonych przepływach wytworzonych przez zanurzoną dyszę. Okazało się, że stężenie wodoru w stali stosowanej na rurociągi zależy od aktywności wodoru przy powierzchni wejściowej oraz od przyłożonych naprężeń. Stężenie krytyczne H w stali naprężonej jest niższe niż w stali nienaprężonej. Zdolność środowiska do wprowadzania wodoru oraz wpływ warunków ładowania mogą być scharakteryzowane ilościowo przez aktywność aH przy stronie wejściowej. Jednak ten względny parametr nie jest jedynym ani też miarodajnym parametrem dla przewidywania rozmiaru zniszczeń wodorowych, zwłaszcza w przypadku nieutrudnionego wychodzenia wodoru stroną wyjściową. Badania doświadczalne wskazują wyraźnie, że adsorbaty i warstwy na powierzchni wyjściowej mogą zarówno utrudniać jak i stymulować desorpcję wodoru z metalu. Ze względu na duże znaczenie techniczne, omawianemu problemowi powinno się poświęcić w przyszłości więcej uwagi.

Słowa kluczowe

EN

steel corrosion; corrosion protection

PL

korozja siarkowodorowa; korozja stali; ochrona przed korozją

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2004
• Tom: nr 4
• Strony: 90--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., il.

Twórcy

autor

Schmitt G.

• Laboratory for Corrosion Protection, Iserlohn University of Applied Sciences, Germany

Bibliografia

• 1. NACE-Standard TM0177-96, „Laboratory testing of metal for resistance to sulfide stress cracking in H2S environments", NACE International, Houston, Texas/USA, 1996.
• 2. ECSC-Report „Application of new fracture mechanics concepts to hydrogen damage evolution", ECSC Convention No. 7210-PA/110, 2001.
• 3. A. Gingell, L. Lesne: IRSID Group Usinor, F-57283 Maiziéres-lés-Metz, in [2].
• 4. V. Sastri, C. Tjan: Werkstoffe und Korrosion 39 (1988) 462-464.
• 5. G. Schmitt, P. Weinreich, U. Grasshoff: Inhibition of hydrogen effusion from steel'; in „Progress in the Understanding and Prevention of Corrosion", Vol. 2, Book No. 556, ISBN 0 901615 36 7; 1993, The Institute of Materials, London, publ. for the European Federation of Corrosion (EFC), p.833-844.