Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of anisotropy of mechanical properties on hydrogen induced cracking

Kukołowicz Łukasz, Oleszak Dariusz

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 2

38--43

EN

Hydrogen induced cracking is a form of wet H2S cracking. Blistering or crack propagation is a result of the mechanical tearing of material by high-pressure hydrogen gas forming on internal material discontinuities, like non-metallic inclusions. This failure mechanism is typically associated with low and medium-strength pipeline steels, however, it does also occur in high-strength rolled wire. This evaluation aims to elucidate the mechanism of this susceptibility. The characteristic failure pattern where cracking occurs near the wire centreline and propagates perpendicular to the rolling direction leads to believe that the wire anisotropy, developed during cold rolling, plays a critical role. A mechanical property – flow resistance in principal directions – was measured using the Wheeler and Ireland technique. It was found that the “weak” direction is perpendicular to the crack propagation direction. The failure rate does not correspond to the flow resistance, but rather to the flow resistance ratios. It is proposed that those ratios are not only a measure of anisotropy but also a measure of microstructural damage inflicted by the cold rolling process. This microstructural damage is partially reversible by heat treatment processes.

PL

Pękanie wodorowe jest mechanizmem degradacji często zachodzącym w środowiskach korozyjnych, w których występuje siarkowodór. Propagacja pęknięć postępuje na skutek fizycznego rozrywania materiału przez cząsteczkowy wodór pod wysokim ciśnieniem, tworzący się na nieciągłościach wewnętrznych, takich jak na przykład wtrącenia niemetaliczne. Praca badawcza dotyczy mechanizmu pękania wysoko wytrzymałego kształtowego drutu stalowego. Drut pęka w charakterystyczny sposób: pęknięcie tworzy się w pobliżu środka drutu i propaguje równolegle do płaskich powierzchni. Obserwacja ta każe przypuszczać, że propagacja związana jest z anizotropią właściwości mechanicznych drutu. Anizotropię zbadano jako opór płynięcia plastycznego materiału pod wgłębnikiem twardościomierza metodą Wheelera i Irelanda. Zaobserwowano, że pęknięcia propagują prostopadle do kierunku, w którym występuje najmniejszy opór płynięcia. Pękanie podczas testów w środowisku korozyjnym z siarkowodorem nie jest skorelowane bezpośrednio z oporem płynięcia, a ze stosunkiem oporów płynięcia w dwu kierunkach, a więc miarą anizotropii. Z badań wynika, że proces walcowania na zimno powoduje uszkodzenia mikrostruktury, które można szacować miarą anizotropii właściwości mechanicznych drutu i które są częściowo odwracalne w procesie obróbki cieplnej.

2

Influence of hydrogen blended gas transmission under transient flow on L485ME steel grade fracture toughness

Uilhoorn Ferdinand, Witek Maciej

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 12

2--9

EN

In the present study, the L485ME low-alloy steel grade, widely used in the last few decades in the natural gas transmission pipelines, subjected to hydrogen was investigated with respect to material degradation. A fracture toughness parameter such as the calculated conditional stress intensity factor was compared to the threshold stress intensity factor for the plane strain hydrogen-assisted cracking derived from the experimental data. Based on macroscopic and microscopic evaluation and measurements, the hydrogen-assisted crack size propagation in steel specimens was compared to the subcritical crack growth. The hydrogen content in the tube wall for the base metal and heat-affected zone was estimated, whereas the pressure and temperature conditions in the pipeline were calculated from a non-isothermal transient gas flow model. The results were used to estimate the fracture toughness of the pipe wall material exposed to the hydrogen-blended natural gas.

PL

W niniejszej pracy została przebadana, pod kątem degradacji materiału na skutek działania wodoru, stal niskostopowa gatunku L485ME, szeroko stosowana w ostatnich dziesięcioleciach do budowy rurociągów przesyłowych gazu ziemnego. Parametr odporności na kruche pękanie, taki jak obliczeniowy warunkowy współczynnik intensywności naprężeń, porównano z granicznym współczynnikiem intensywności naprężeń dla wydłużenia płaskiego, który wyznaczono z danych doświadczalnych dla pękania wywołanego wodorem. Na podstawie oceny oraz pomiarów makroskopowych i mikroskopowych, porównano wspomaganą wodorem propagację wielkości podkrytycznego wzrostu pęknięć w próbkach stalowych. Oszacowana została zawartość wodoru w ściance rury dla metalu podstawowego oraz strefy wpływu ciepła. W oparciu o nieizotermiczny model przepływu gazu w stanie nieustalonym, obliczono warunki ciśnienia i temperatury w rurociągu. Uzyskane wyniki wykorzystano do oszacowania odporności na pękanie materiału ścianki rury poddanego działaniu gazu ziemnego z dodatkiem wodoru.

3

Laboratory testing of steel L360NB, L80, J55 resistance to sulphide stress cracking SCC and hydrogen induced cracking HIC

Stachowicz A.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 11

917--923

EN

Results of laboratory study of 3 types of steel, resistance to sulphide stress cracking and hydrogen induced cracking in H2S environments, are presented in this article. Those steels have been applied in the petroleum industry. Determining the threshold of safety for each type of steel (with regard to yield strength Re) below where stress cracking won’t occur was possible owing to these examinations. Hydrogen induced cracking test was applied to research steel resistance to cracking caused by hydrogen from sulphur aqueous environments. These tests permit determination of the threshold of safety of a given material to be admitted for use in hydrogen sulphide environments.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności trzech gatunków stali, stosowanych w przemyśle naftowym, na korozję naprężeniową oraz kruchość wodorową występującą w środowisku zawierającym H2S. Testy korozji naprężeniowej SCC pozwalają na określenie progu bezpieczeństwa dla danego materiału w odniesieniu do granicy plastyczności Re, poniżej którego nie występuje siarczkowe pękanie naprężeniowe. Test kruchości wodorowej HIC stosuje się do badań odporności stali na pękanie indukowane absorpcją wodoru pochodzącego z zasiarczonego środowiska wodnego. Badania te pozwalają na określenie klasy odporności dla danego materiału dopuszczając go do pracy w środowisku siarkowodoru.

4

Properties of high manganese Fe-Mn-Al-C alloys

Mazancova E., Rucka Z., Mazanec K.

Archives of Materials Science

|

2007

|

Vol. 28, nr 1-4

95-99

EN

Acicular ferrite (AF) microstructure represents an excellent contribution of mechanical properties and the toughness level detected in low-alloy steel. Majority of neighbouring plates (laths) have mutual high-angle misorientation in contradistinction to upper bainite (B) microstructure. High-angle interfaces are only formed between B-packets consisting of low-angle plates (laths) set. The cleavage unit crack path (UCP) has been found to be a distance between two grains of high-angle ferrite regions (corresponding to the two crystallographic B-packets boundaries). In the AF the UCP value is defined as a distance between two neighbouring highly misorientated plates. It shows the UCP values are shorter what results in higher deviation frequency and consequently in limited (retarded) cleavage crack propagation. The nucleation AF conditions in austenite matrix after application of an optimized thermomechanically controlled process consisting of the consecutive straining processes realized in recrystallization and in non recrystallization regions have been determined. The applied nucleation mechanism (base on the nucleation process realized in structural matrix) represents the second variant resulting in the AF formation. The beneficial resistance of the AF particles to hydrogen embrittlement can be held for a very important property of this microstructure what demonstrates the valuable contribution of this microstructure to its engineering application. The AF microstructure is associated with effective combination of strength and toughness. The behaviour of this microstructure is compared with upper bainite properties. Following differences between the microstructural parameters are detected. The AF is nucleated on intragranular inclusions. In majority, plates show high-angle arrangement in comparison with upper bainite. Numerous low-angle interfaces are detected within crystallographic upper bainite packets. In AF microstructure the unit crack path is defined as a distance between two neighbouring highly misorientated plates. The AF microstructure contributes to the achievement of high steels resistance to hydrogen induced cracking due to special arrangement of its plates.

5

Problemy przy spawaniu stali martenzytycznych w Energoinstal SA

Adamiec J., Więcek M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2004

|

Vol. 295, z. 53

19-28

PL

Wykorzystanie parametrów nadkrytycznych eksploatacji urządzeń energetycznych wymaga stosowania nowych stali martenzytycznych, zastosowanie tych stali powoduje istotne trudności związane z pękaniem wodorowym. W ENERGOINSTALU SA opracowano technologię spawania eliminującą występowania pękania zimnego, pęknięć wskutek korozji naprężeniowej jak również opanowano technologię obróbki cieplnej zapewniającą spełnienie warunków odbioru spawanych stali martenzytycznych.

EN

Making use of supercritical parameters in the exploitation of energetic plants needs the application of the new martensitic steels .The application of these steels causes some difficulties which a connected with hydrogen induced cracking. In Energoinstal SA it has been developed welding procedures eliminating the cold cracking and the SCCC cracking as well as the heat treatment which enables to meet the receiving conditions of welded martensitic steels.

6

Physical metallurgy of hydrogen induced cracking in steel for oil country tubular goods (OCTG)

Mazancová E., Wyslych P., Mazanec K.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

1999

|

z. 59

39-42

EN

Hydrogen induced cracking (HIC) of steel occurs in corrosive environment containing wet hydrogen sulphide. In case of line pipe steel produced from continuously cast slab, HIC parallel to the plate surface occurs in the segregated zone usually at the mind-thickness of plate. In a low pH environment (pH=3,0 - + 3,5), it is impossible to suppress HIC by addition of alloying elements which are so far considered effective for the improvement of hydrogen embrittlement in a higher environment [ 1 , 2 ]. It is know that the microstructure obtained after such heat treatment as quenching and tempering ( uniform carbide distribution in ferritic matrix) is favourable for the prevention of HIC [3 , 4]. The resistance of steel to HIC can be favourable influenced by the application of accelerated cooling (ACC) after controlled rolling (CR), what is very important by the elimination of detrimental microstructural effect due to the formation of segregated zone, usually detected in the mid-thickness of steel plate [ 1 , 2 ]. For this reason, ACC after CR is currently drawing attention as an useful technique for manufacturing line pipe steel [ 5 , 6 ]. This process makes possible to control the achieved microstructure of line pipe steel that possess adequate resistance to HIC. These steels are referred to as sour service grades [ 1 ,2 ]. HIC tests are performed using test solution of a H2S - satured solution containing 5% NaCL plus 0,5% acetig acid (pH=3,0 + - 3,5, NACE-solution) [ 2 , 3 ]. Resistance to HIC will be evaluated in term of HIC crack area ratio (CAR) of the specimen using ultrasonic testing [ 1 , 2 , 6 ].

7

Hodnocení odolnosti uhlíkových ocelí vůči vodíkem indukovanému praskaní

Sojka J., Hyspecká L., Šmátralová M., Tvrdý M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

1999

|

z. 59

27-30