酸性介质中的断裂力学:SENT和SENB试样的一些表征试验

目前，没有明确的准则是如何在酸维修环境中建立管道的断裂韧性。我们所订的专家，Rodolfo Amoriello已经开展了研究，以更好地了解SENT测试技术如何影响酸性服务的断裂韧性。

需要越来越大的测试要求断裂韧性在管道中，特别是在酸环境中。含酸流体和气体的存在会使管道恶化，其影响从细小的针孔泄漏到灾难性的故障。

介绍

众所周知，单边缺口拉伸(SENT)试样通常给出的保守参数比紧凑拉伸(CT)或单边缺口弯曲(SENB)要少工程关键评估（ECA）和服务健身（FFS）用于分析含有缺陷的管道弯曲的计算。

一般来说，对于碳钢，H2S浓度的增加主要是由于氢脆效应导致的断裂韧性下降。

因此，当考虑H2S效应时，最大可容忍缺陷尺寸(ECA计算预测)较小。对于FFS，这意味着对于相同的缺陷大小，故障评估图上的初始定位更接近(甚至在)关键区域。在酸性环境中执行SENT测试有望为ECA/FFS分析提供更接近真实材料行为的数据，以平衡在更严格的腐蚀环境条件下使用的试样几何形状的典型不那么保守的参数。

设计和测试了一些表征测试，以比较空气中的J-R曲线和酸环境下的J-R曲线，SENT和SENB样品。本文对SENT试验结果进行了讨论。

测试设置

在执行测试之前的材料选择，安装程序和样品制剂必须保证在所有测试阶段期间没有任何污染物和连续存在H2S鼓泡;从预装载到断裂力学测试的结束。不对称血管旨在保证根据标准或客户的规范的正确溶液浓度。因为测试完成了H2S冒泡，所以特别注意确保正确的健康和安全条件和操作者和测量装置的保护。

在断裂力学试验之前，使用能够施加恒定负载的特殊装载框架在预选的载荷上在预选负载下预先充电在H2S之前。在整个预充电时间监测负载稳定性以进行裂缝稳定性。当有裂纹传播和分析样品时，试验被停止。数据日志保存以供将来的调查和检查。使用直流电位下降（DCPD）系统在所有预充电帧中循环地和循环地通过电子切换的直流电位下降（DCPD）系统实现裂纹监测。DCPD电子放大器，滤波器，占空比和采样频率设计为在所有测量期间具有高精度。该软件开发为控制DCPD系统允许在测试期间实时估计裂缝增长。预充电期为典型的1周。

为了保证H2S的持续存在和测试安排的安全处理，设计了一辆小车，将样品从预充架上移至断裂力学测试架。

然后使用DCPD系统在极低的速度下进行断裂力学测试，SENT样品的断裂速率最低为3.16 10 -3 M√M / s。对于SENB样品，最小速度为5 ~ 3m√m /s。溶液温度在240C±20C范围内。

整个测试时间通常在8到12小时之间。

测试设备表征

为了保证数据的准确性，在试验装置上进行了多次试验对比。下面的图表中报告了一些使用以下测试条件的例子:

- 测试解决方案：NACE TEST SOL。B，H2S 0.2杆部分压力（30％）与N，MAX O2 <10 ppb平衡

-预加载:1wk @ 150MPa

-速度:0.1√(仅WM);0.4√，4.0√[热影响区(HAZ)和焊缝金属)]

测试结果

在下面的J-R曲线中示出了Sent Samples，X65，BXB 36 mm，Surface Notch NQ，X65，BXB 36 mm，Surface Notch NQ的测试结果。使用相同的设备和同一材料批次使用相同的焊接团队进行焊接。每个系列实验点代表来自10个样本的数据的平均值和标准偏差。在空气中在WM中测试了另外10个样品以进行比较。

酸环境和不同测试速度的综合影响是明显的：速度越高，数据越来越曲线“空气”。

酸性条件下预加载和试验的相关影响如下:

- 增加了两次数据的分散，相对于曲线“在空中”，

- 对于所有样本“在酸条件下”j在传播曲线的第一部分处几乎为0（Δa从0到≈0.1mm）。

在大样本的SENT情况下，正如那些测试的，残余应力的影响成为相关的样品在相对较高的负荷下预充一周。在早期预确认阶段，仅经过几天的预加载(@150MPa)，就观察到自发裂纹扩展。随后的残余应力测量强调了样品制备的加工和0.4%的预应变只降低了它们的值。

结论

在H 2 S溶液中的预充电时间后酸条件（H2S）中的骨折力学试验在溶液中进行了证明，结果将导致较近应用中的实际材料行为更接近。

设计和特征设计了专用的测试程序和设备，以保证可用于FFS / ECA的可靠结果。

实验数据表明酸条件对预加载和断裂力学都有显著影响。在H2S存在下，不同的测试速度对j曲线的测定有显著影响。

有关发送，塞培，断裂韧性，断裂力学测试或联系RodolfoAmoriello的更多信息，请进一步讨论今天联系我们。