Boru Hatları ve Basınçlı Kap Çelikleri için SOHIC'ye Duyarlılık

Stres Yönelimli Hidrojen Kaynaklı çatlama (SOHIC), çatlağın birincil yayılma yönüne normal düzlemsel çatlakların bağlanmasını içeren bir mekanizma ile C-Mn çeliklerinde sülfür stres çatlamasının (SSC) bir tezahürüdür. Uzun yıllardır bilinmektedir ve çözüm olarak hidrojen kaynaklı çatlamaya (HIC) dayanıklı çeliklerin kullanılması düşünülmüştür. 

Stres Yönelimli Hidrojen Kaynaklı Çatlama (SOHIC), çatlağın birincil yayılma yönüne normal düzlemsel çatlakların bağlanmasını içeren bir mekanizma ile C-Mn çeliklerinde sülfür stres çatlamasının (SSC) bir tezahürüdür. Uzun yıllardır bilinmektedir ve gerçekten de Sumitomo Metal Industries'den işçiler tarafından Tip I kırma olarak adlandırılmıştır ve geleneksel, sertliğe bağlı SSC, Tip II olarak adlandırılır. Hidrojen kaynaklı çatlama (HIC, aynı zamanda Hidrojen Kaynaklı Çatlama veya Kademeli Çatlama olarak da adlandırılır) ile benzerlikler not edildi ve çözümün HIC dirençli çeliklerin kullanılması olarak kabul edildi. Bununla birlikte, o zaman bile, HIC direnci ile SSC'ye direnç arasındaki korelasyonların gücü konusunda bir miktar belirsizlik vardı. Daha yakın zamanlarda, ABD'deki Malzeme Özellikleri Konseyi tarafından finanse edilen çalışma, HIC dirençli çeliğin gerçekten de SOHIC'ye geleneksel çeliklerden daha duyarlı olabileceğini göstermiştir. Bu nedenle, alıcılar, SOHIC'e direnç sağlamak için gerekli olan uygun çelik kalitesi konusunda bir miktar belirsizlikle karşı karşıya kalmaktadır. Bununla birlikte, SOHIC'i etkileyen faktörler hakkında yayınlanmış kanıtları keşfetmeden önce, farklı terminoloji kullanan daha önceki makalelerin doğru bir şekilde değerlendirilebilmesi için fenomeni tanımlamak gereklidir.

SOHIC riskini etkileyen en başından beri belirlenen bir faktör kaynaktır. Bu nedenle, kaynağın mikro yapı ve SOHIC üzerinde etkisi olabilecek özellikler üzerindeki etkilerini araştıran makalelere özel önem verilmiştir.

SOHIC ile ilgili mevcut endişelerin çoğu, bu mekanizma tarafından olduğuna inanılan endüstriyel arızalardan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, bu incelemenin önemli bir kısmı, ortak faktörleri belirlemek amacıyla bu tür başarısızlıklar hakkında mümkün olduğunca fazla ayrıntı elde etmek olmuştur.

Bu nedenle, aşağıdaki Bölümlerde, SOHIC'nin tanımı ve çelik terminolojisinin açıklığa kavuşturulmasından sonra, kaynak ve kaynak sonrası ısıl işlemin etkileri tartışılmadan önce SOHIC'nin temel mekanizması ve mikroyapısal etkiler araştırılmaktadır. Test yöntemleri ve hizmet hataları ayrı ayrı ele alınır.
 

Morfolojik olarak, literatürde SOHIC'nin yuvarlanan düzlemde, nedensel gerilime normal hizalanmış (genellikle plaka düzleminde) ve gerilime dik çatlaklarla bağlantılı küçük çatlak dizilerinden oluştuğu konusunda bir fikir birliği vardır. Bu ve hidrojen kaynaklı çatlamanın (SWC) kademeli formu arasında açıkça yakın bir bağlantı vardır, ancak bir yığındaki çatlakların, strese normal (uygulanan ve/veya kalıntı) hizalaması, yokluğundaki kademeli morfolojiden farklıdır. stresten. Bununla birlikte, SOHIC ve SWC arasındaki ayrım kesin değildir ve aslında her ikisi de hassas bir çelikte aynı anda meydana gelebilir. Bu, hem test hem de hizmet deneyiminden elde edilen verilerin harmanlanmasında bir soruna neden olur; SWC'ye atfedilen arızalar dahil edilmeli mi, edilmemeli mi?

Bu incelemenin amacı doğrultusunda, SWC'ye karşı çok hassas olmayan çeliklerde SOHIC çok açık bir şekilde vurgulanacaktır. SWC'ye duyarlı çeliklerde kalınlık boyunca çatlak oluşabileceği açıktır; sorun, diğer çeliklerde SOHIC'ye katkıda bulunan faktörlerin, kalınlıkta çatlama üretmek için HIC'nin 'yönlendirilmesi' gereken çeliklerin ve aslında HIC'nin kolayca başlatılamadığı çeliklerin belirlenmesidir.

Bu nedenle, SOHIC, haddelenmiş veya dövme çelikte, çeliğin haddeleme veya dövme düzleminde uzanan birbirine bağlı küçük çatlak yığınlarından oluşan, çeliğin haddeleme veya dövme düzlemine normal olarak çatlama olarak tanımlanır.
 

Çelik tipi ve kalitesinin SOHIC riski üzerindeki etkileri konusunda belirli bir miktar tartışma olmuştur ve bunun çoğu terminolojideki farklılıklardan ve özellikle neyin "temiz" ve "asitli hizmet" olduğuna dair farklı algılardan kaynaklanmaktadır. ' çelik. Materials Properties Council için yapılan çalışmada dört tip çelik tanımlanmıştır:
 

Geleneksel çelik, sıcak haddelenmiş veya normalize edilmiş (örneğin, ASTM A285C veya A516-70) ticari olarak üretilmiş bir çeliktir. Genellikle orta ila yüksek düzeyde safsızlık, özellikle kükürt (yani ağırlıkça ≥%0.010 kükürt) içerir. Bu tür malzeme genellikle orta düzeyde maruz kalma koşulları altında bile çoğu hidrojen yükleme ortamında HIC'ye karşı yüksek bir duyarlılığa sahiptir.

Düşük Kükürtlü Konvansiyonel Çelik (LSCS)

Düşük kükürtlü geleneksel çelik, normalden daha düşük kükürt seviyeleri (yani, ağırlıkça %0,003 ila %0,010) içeren, ticari olarak üretilen bir çeliktir (örneğin, ASTM A516-70). Bu çelik, geleneksel çeliklere göre geliştirilmiş mekanik özellikler sergileyebilir, ancak tipik olarak, HIC'ye karşı özel olarak yüksek direnç gösterecek şekilde işlenmemiştir. Bu çelikler, orta hizmet ortamlarında bile HIC'ye karşı önemli ölçüde yüksek hassasiyet gösterebilir.

HIC-Dayanıklı Çelik (HRS)

'HIC'ye dayanıklı' çelik terimi, üreticiler ve kullanıcılar tarafından, HIC'ye karşı dirençlerini artırmak için metalürjik olarak işlenmiş geleneksel çelik kalitelerini (örneğin, ASTM A516-70) belirtmek için kullanılır. Bu tür işleme tipik olarak ultra düşük kükürt seviyelerini (yani ağırlıkça ≤ %0,002), sıcak haddelenmiş mikro yapıyı modifiye etmek için ısıl işlemlerin normalleştirilmesini ve sülfür şekil kontrolü sağlamak için muhtemelen kalsiyum ilavelerini içerir. Bu çelikler, geleneksel çeliklere kıyasla tipik olarak HIC'ye karşı geliştirilmiş dirence sahiptir, ancak şiddetli ıslak H2S hizmet koşullarında HIC ve SOHIC'ye karşı bir dereceye kadar duyarlılık gösterebilirler.

Ultra Düşük Kükürtlü Gelişmiş Çelikler (AS)

Ultra düşük kükürtlü gelişmiş çelikler, en modern çelik yapım ve işleme teknikleriyle yapılanlardır. Bu çelikler tipik olarak, karşılaştırılabilir çekme dayanımlarına (yani, ASTM A516-70) sahip geleneksel çeliklere kıyasla ultra düşük kükürt seviyelerine (örneğin ağırlıkça ≤ %0,002) ve düşük karbon eşdeğerlerine sahiptir. Bu kategorideki çelikler şu anda TMCP (Termo Mekanik Kontrollü İşleme) ve/veya hızlandırılmış soğutma teknikleri ile ASTM A841'e yapılmaktadır. Ayrıca, mikroyapısal bantlamanın çok az olduğu veya hiç olmadığı ferritik veya ferritik/beynitik mikro yapılar üretmek için geleneksel çeliklere kıyasla karbon seviyelerini düşürürler.

Bu tipik Kuzey Amerika uygulamasını temsil ediyor olsa da, bu, kesinlikle aşındırıcı petrol ve gaz hizmeti için mevcut Avrupa terminolojisini temsil etmemektedir. Bu bağlamda 'geleneksel' Avrupa çeliği tipik olarak yaklaşık %0,005-0,008S'ye sahip olacaktır, bu, iyi kalınlık ve genel tokluk özelliklerini, yani yukarıdaki LSCS'yi sağlamak içindir. Avrupa uygulamasında, 'düşük kükürtlü' bir çelik muhtemelen ≤0,008S'ye sahip olacaktır; bu, iyi kapsamlı kalınlık ve genel tokluk özellikleri sağlamak içindir. Ekşi servis için tasarlanmış bir hat borusu çeliği, çelik işlemeye bağlı olarak tipik olarak ≤%0,003S, kontrollü Mn ve P seviyeleri, Ca işlemi ve ~%0,04 ile 0,08 arasında bir karbon seviyesine sahip olacaktır; hızlandırılmış kontrollü TMCP veya QT çeliğinde, geleneksel kontrollü haddelenmiş veya normalleştirilmiş çelikten daha yüksek karbon tolere edilebilir. Bu bileşim, yukarıdaki 'HIC dirençli çelik' tanımına uygundur, ancak HIC'ye karşı direnci sağlamak için işlemede sadece normalleştirmeden daha fazla kontrol gerekli olacaktır. (İşleme yolunun önemi, hem EFC16 hem de ISO 15156-2'de tanınır). Özellikle, segregasyonun (döküm sırasında) en aza indirilmesi gerekir ve yoğun bantlı ferrit/perlit yapılarının risk altında olduğu bilinmektedir. Boru hattı imalatında, özellikle hızlandırılmış soğutma ile TMCP'nin faydaları uzun yıllardır kabul edilmekte ve daha kalın (basınçlı kap) plakalar için, su verilmiş ve temperlenmiş çeliklerin, dikkatli üretim ve dikkatli üretime rağmen gelişmiş HIC direnci sağladığı iddia edilmiştir. temperleme, normalize edilmiş HIC dirençli basınçlı kap plakaları da üretilebilmektedir.

Bu nedenle, bu incelemenin amaçları doğrultusunda aşağıdaki tanımlar kullanılacaktır:

Düşük Kükürtlü Çelik:≤%0,008 Çok Düşük Kükürtlü Çelik:≤%0,003 HIC Dirençli Çelik: Sırasıyla ≤%15, ≤%3 ve ≤%1,5 CLR, CSR ve CTR değerleri veren uygun kimyasal bileşim ve işleme rotasına sahip çelik A solüsyonunda (pH3) NACE TM0284 testlerinde.

SOHIC Oluşumu İçin Gerekli Koşullar

Malzeme sorunlarını bir kenara bırakarak, SOHIC, çeliklere hidrojen ve stres veren bir ortam gerektirir. En azından HIC'ye dirençli çeliklerde, SOHIC'nin oluşması için hem şiddetli hidrojen şarj koşullarının hem de yüksek gerilimlerin gerekli olduğu yaygın bir gözlemdir. Crolet, bu kombinasyonun 'SOHIC'yi indüklemek için gereken yerel HIC'yi başlatmak için' gerekli olduğunu belirtir, ancak spesifik koşullar tanımlanmamıştır. Schmitt ve diğerleri 'Açıkçası, %60 YS kritik koşullar altında SOHIC üretmek için yeterlidir' yorumunda bulunur. Christensen, 'Kamuoyunda bildirilen az sayıdaki [SOHIC arızası] vakası, hem çok agresif bir ortamın... hem de yerel plastik zorlamanın gerekliliğine güçlü bir şekilde işaret ediyor'' diyor.

Aşağıda 'temel mekanizmalar' altında daha ayrıntılı olarak tartışılacağı gibi, küçük HIC çatlaklarının başlatılmasının SOHIC oluşumunda gerekli bir adım olduğuna inanılmaktadır. Gerilim buna ve özellikle üç eksenli gerilimlere katkıda bulunabilir. Bunlar, kaynaklarla ilişkili gibi homojen olmayan bölgelerde ve ayrıca meme bağlantıları gibi karmaşık bağlantılarda gelişebilir. Temiz bir çelik yüzey ilk kez ekşi bir ortama maruz kaldığında meydana gelebilecek çok yüksek başlangıç hidrojen akışları da bu ilk aşamayı kolaylaştırabilir. MPC programında, kısa, aşırı yoğun hidrojen yüklemesinin, arka plan seviyesinden daha şiddetli, ancak en yoğun hidrojen yükleme koşulundan daha az şiddetli bir ortama daha uzun süre maruz kalmaktan daha fazla çatlamaya neden olabileceği bulunmuştur.

SOHIC'in Temel Mekanizması

SOHIC tanımı, çeliğin haddeleme (veya dövme) düzleminde uzanan birbirine bağlı küçük çatlak yığınlarını içerir. Bu nedenle, çatlama mekanizmasının anlaşılması, hem düzlem içi çatlakların hem de bağlantı çatlaklarının oluşumunun ve bunlar arasındaki etkileşimlerin anlaşılmasını gerektirir. Çatlaklar arasındaki etkileşimin, aynı zamanda, düzlem içi çatlakların yığılmış dizilerdeki yönelimini de açıklaması gerekir.

Düzlem içi çatlakların oluşumundan başlayarak, bunların HIC'den oluştuğu genel olarak kabul edilir. Bununla birlikte, HIC'ye dirençli malzemelerde SOHIC oluşabilir. Bu durumlarda, HIC, görünüşe göre, içermeden daha güçlü olan arayüzlerde başlıyor: perlit kolonilerinde olduğu gibi matris arayüzleri (HIC'nin genellikle gerilmemiş numunelerde bulunduğu). Bunun gerçekleşmesi için şiddetli stres ve/veya hidrojen yükleme koşulları gereklidir. Yüksek bir hidrostatik stres, çelikteki hidrojenin çözünürlüğünü arttırdığından, bu iki faktör bir dereceye kadar bağlantılıdır. Bu nedenle, yuvarlanan düzlemde uygulanan temel veya artık bir gerilim bile, yerel hidrojen seviyelerini artırarak HIC'nin çekirdeklenmesini teşvik edebilir. Bununla birlikte, kaynaklar gibi homojen olmayan malzemelerde, mukavemetteki değişiklikler, düzlem içi çatlakların oluşumunu doğrudan teşvik edecek olan yüksek kalınlıkta gerilimin gelişmesine yol açabilir. Takahashi ve diğerleri sonlu eleman analizi ile şekil değiştirme konsantrasyonları nedeniyle enine yüklemenin etkisi altında yumuşatılmış (HAZ) bir bölgede orta duvarda yüksek kalınlıkta gerilimlerin gelişebileceğini göstermiştir.

İlk HIC oluştuktan sonra, çatlağın uçları, dış (artık ve/veya uygulanan), gerilmeler ve çatlak içindeki hidrojen basıncından kaynaklanan gerilmeler olmak üzere iki ana kaynaktan gelen strese maruz kalır. Hem analitik hem de deneysel olarak, tek başına iç basıncın, çatlakların kalınlık boyunca bağlanmasına neden olabileceği ve bunun da kademeli çatlamaya (SWC) yol açabileceği gösterilmiştir. Bununla birlikte, Iino'nun çalışması, dış ve iç (hidrojen basıncı) gerilimlerin kombinasyon etkilerini araştırdı. Harici olarak uygulanan (düzlem içi) bir gerilme tarafından uygulanan kesme gerilmelerinin, aslında çatlak içindeki basınç tarafından oluşturulanlara karşı olduğunu ve böylece adım adım bağlantıyı boğduğunu gösterdi. Uygulanan gerilim arttıkça, maksimum kesme geriliminin konumu, çatlak ucunun çok yakınından çatlak boyunca orta yola ve çatlaktan kalınlık yönünde biraz uzağa doğru hareket eder. 

Crolet, bağlantı meydana geldikten sonra hiçbir kalınlık boyunca gerilim oluşamayacağından, önce düzlem içi çatlamanın oluşması ve ardından kalınlık boyunca bağlantının olması gerektiğini öne sürmüştür. Amano ve diğerleri tarafından önerilen 'Gizli başlama bölgesi' modeli, aktifleştirilmiş bir kayma düzlemi boyunca hidrojen taşınması yoluyla önceden var olan bir HIC ile ilişkili plastik bölge içinde HIC çatlamasının nasıl teşvik edilebileceğini açıklar. Uygulanan stres ne kadar yüksek olursa, plastik bölgenin genişliği boyunca kalınlık yönünde o kadar büyük olur ve bu nedenle gizli bir başlama bölgesiyle kesişme şansı o kadar yüksek olur. Bu, Iino'nun yukarıda bildirilen ve maksimum kayma gerilmelerinin dış gerilme arttıkça önceden var olan çatlaklar etrafında döndüğünü gösteren çalışmasıyla tutarlıdır. Bu teorilere dayanarak ve kırılmaya neden olmayan düzlem içi çatlak yığınlarını içeren sayısız örnekle kanıtlandığı gibi, düzlem içi çatlakların önce oluştuğu açıktır, ancak aynı zamanda muhtemelen kalınlık bağlantısı daha yüksek gerilimli bölgelerde meydana gelebilirken, düzlem içi çatlama hala makroskopik çatlak ucunun önünde meydana gelir. Genel sıralama Ohki tarafından çizilmiştir.

Çatlak bağlantısı, büyük olasılıkla, bölünme veya taneler arası mekanizmadan ziyade bir kayma ile gerçekleşir. Miyoshi ve diğerleri tarafından 1975'te tek bir saf demir kristalinde hidrojen çatlamasının kayma düzleminde meydana geldiği bildirildi. Ayrıca, aktive edilmiş kayma düzlemleri boyunca hidrojen taşınmasının önemi yukarıda vurgulanmıştır. Birkaç yazar, taneler arası çatlama bildirmiştir. Takahishi ve diğerleri tarafından bir oksit kümesi etrafındaki 'yarı yarılma' kırığı rapor edilmiştir, ancak sunulan kanıtlardan bunun çatlak morfolojisi mi yoksa sıvı nitrojen içinde soğutulduktan sonra kırılmadan mı kaynaklandığı tam olarak açık değildir. (Ancak, kaynak metali fabrikasyonu hidrojen çatlağında yaklaşık 200HV'de yarı yarılma kırılmasının meydana gelebileceği kabul edilmelidir). SOHIC ile ilişkili taneler arası kırık raporu bulunmamıştır.

Mikroyapısal Etkiler

HIC ve SOHIC arasındaki bariz benzerliklere rağmen, SOHIC duyarlılığı HIC ile aynı şekilde inklüzyonların baskın olduğu görünmemektedir. Gerçekten de, bazı yazarlar 'HIC dirençli' çeliklerin SOHIC'e 'geleneksel' çeliklerden daha duyarlı olduğunu iddia etmişlerdir. Bir dereceye kadar, bu, testin bir eseri veya test sonuçlarının yanlış okunması olabilir. Aslında, bu şekil, sülfürün eşik stresi üzerindeki etkisine dair bir gösterge vermez, sadece çatlama hızı üzerindedir ve Iino, arıza süresi ile inklüzyon başına belirli sayıda yayılabilir hidrojen atomu elde etme süresi arasında bir korelasyon göstermiştir. (Açıkçası, çatlamayan %0,001S çeliği bu eğilimi takip etmez, korelasyon yalnızca çatlayan çelikler için mümkündür).

Christensen, tuzakların çatlak başlatma süresi üzerindeki potansiyel olarak kafa karıştırıcı etkilerine karşı uyarıda bulunmuştur. Çok sayıda tuzak bölgesinin (örneğin yüksek kükürtlü bir çelik) mevcudiyetinde, bir test parçasındaki bir çentik ile bağlantılı plastik bölgede hidrojen birikmesinin gecikebileceğini savunuyor. Bu gecikme yeterliyse, plastik bölgede temiz bir çelikten daha düşük bir hidrojen tepe düzeyi elde edilebilir, çünkü başlangıçta temiz çelik yüzey ölçeklenirken hidrojen yükleme hızında belirgin bir azalma olur. Bu nedenle, daha kirli çelikler, hidrojen yüklemesinin ilk geçici aşamaları sırasında hidrojen tuzaklarının faydalı etkisi nedeniyle testlerde SOHIC için daha yüksek bir eşik gerilimi gösterebilir. Kullanımdaki çeliklerin yüzey durumuna bağlı olarak, hidrojen üretiminde bu tür ilk dalgalanmalar oluşmayabilir ve çeliğin (iç) temizliğinin bu etkisi gözlenemeyebilir.

Christensen ayrıca, duvardan yayılan bir çatlak düzlemsel bir HIC ile kesişirse, körleşeceğine ve muhtemelen durdurulacağına işaret eder. Bu, kalınlık boyunca bir gerilim gradyanının olduğu bir eğme testinde meydana gelebilse de, argüman, gözlemlenen mekanizma ile tutarlı değildir, burada ilk adım HIC oluşumu ve ardından kalınlık bağlantısıdır.

Daha eski, daha kirli çeliklerin rapor edilen iyi davranışlarının çoğu, tutma etkilerinin bir eseri olabilir, ancak yine de, daha temiz çeliklerin davranışını etkileyen başka önemli mikroyapısal faktörlerin olduğu açıktır. Birkaç yazar, perlit kolonilerinin HIC için alanlar olarak hareket edebileceğini bildirmiştir ve Coudreuse ve diğerleri, A516 derece 60 üzerinde bir TM0284 testinde bir söndürme ve temperleme ısıl işleminin çatlamayı nasıl önemli ölçüde azaltabileceğini veya ortadan kaldırabileceğini göstermiştir. normalleştirilmiş çelik Benzer şekilde Amano ve diğerleri termomekanik kontrollü işleme (TMCP) yoluyla 'perlit kolonilerini dağıtarak' ana plakanın SOHIC direncini geliştirdi. Bantlı yapılar Cayard ve diğerleri, Blondeau ve Condreuse ve diğerleri tarafından SOHIC açısından risk altında olarak tanımlanmıştır.

Çatlak başlangıcı da diğer mikrofazlara atfedilmiştir. Örneğin, Gianetto ve diğerleri kaynak HAZ'larında çatlamış martensit/ostenit (MA) mikrofazlarını gösteren net mikrograflar sunmuştur, ancak bu durumlarda genel çatlama bir SOHIC morfolojisine sahip değildir. Genel olarak, yumuşak HAZ'lar içinde SOHIC'yi başlatan martensitik ada olasılığı birkaç yazar tarafından dikkate alınmış olsa da, bu olasılık genellikle göz ardı edilmiştir. Örneğin, Takahashi ve diğerleri, ne optik olarak ne de sertlik ölçümlerinden martensit için hiçbir kanıt bulunmadığını bildirmiş ve 'martensit oluşumunun yumuşak HAZ'daki çatlamayı açıklamak için yeterli olmadığı' sonucuna varmıştır. Cialone ve Williams ayrıca, PWHT'nin çatlamaya duyarlılığı azaltamamasından sonra martensit/ostenit bileşenlerinin etkisini ve doğrudan etkileşimlerin gözlemlenmediği gerçeğini göz önünde bulundurarak iskonto ettiler. Ume ve arkadaşları MA'nın kritikler arası bölgelerdeki etkisini de araştırdı, ancak bu tür bileşenler için hiçbir kanıt bulamadı. Bununla birlikte, bu konumda tutulan perlit üzerinde çatlak çekirdeklenmesinin kanıtını buldular.

Metalik olmayan inklüzyon dışında, çeliklerde tuzağa, hidrojen çözünürlüğüne ve hidrojen difüzyonuna katkıda bulunan başka mikroyapısal özelliklerin de olduğu kabul edilmelidir. Blondeau, alaşımlı karbürlerin (V, Mo, Nb, Ti, Zr) önemini belirlemiş ve ayrıca iki faz bölgesinde haddelenmiş çeliğin, gerinim etkilerinden dolayı ostenit olarak haddelenmiş çelikten daha fazla tuzağa sahip olacağını yorumlamıştır.

Transmisyon elektron mikroskobu ile çatlamanın araştırılmasına ilişkin sadece bir rapor bulunmuştur. Cialone ve Williams kaynaklı numunelerin çatlamaya duyarlı ve duyarsız bölgelerinde çıkık yapısında hiçbir farklılık bulamamışlardır, ancak çatlamaya duyarlı bölgelerin sürekli olarak nispeten yüksek konsantrasyonlarda 100-200Âçap Nb açısından zengin çökeltiler içerdiğini bulmuşlardır. Yüksek konsantrasyonlarda ≤50 Å çökeltiler veya birkaç >500 Å, duyarlılığı etkilemedi. Herhangi bir mekanizma varsayılmamış olmasına rağmen, Nb mikroalaşımlı çeliğin daha zayıf davranışını bu mikroyapısal etkiye bağladılar. Ume ve diğerleri, %0.02C'lik bir SiMnNbB çeliğinin füzyon sınırına yakın taneler arası çatlamanın, karbon tükenmesi ve Nb(CN) çökeltisinin tane sınırlarını zayıflatmasına bağladıkları, ayrıca Nb (CN) çökeltmesinin de tane sınırlarını güçlendirdiğini buldular. matris. Bu bir SOHIC mekanizması olmasa da, bazı paralellikler olabilir. Buna karşılık, Kobayashi ve arkadaşlarının çalışmasında, test edilen üç kaynaklı çelikten yalnızca Nb içermeyen çelik çatladı.

Kaynak Etkileri

Kaynak HAZ'larının genellikle daha yumuşak olan dış bölgelerinin SOHIC'ye özellikle duyarlı olduğu yaygın olarak gözlemlenir, aslında bu bölgedeki SOHIC, 'Yumuşak Bölge Çatlaması' (SZC) olarak adlandırılmıştır. Cayard ve Kane 'karşılık gelen ana metallerle karşılaştırıldığında eşik stresinde yaklaşık yüzde 10 ila 20'lik bir azalma' rapor etmektedir, ancak sunulan verilere göre, test edilen iki 'HIC-dirençli çelik' için herhangi bir değişiklik olmamıştır. HAZ sertliği '500 gram Vickers okumalarından dönüştürülmüş HRB 100'den az' (~240HV, ASTM E-140 kullanılarak geri dönüştürülmüş) rapor ettiler. Ancak HAZ içindeki çatlamanın yeri hakkında hiçbir belirti verilmedi.

Amano ve diğerleri, %0.07C, %0.93Mn, %0.005P, %0.008S, %0.030Al mikroalaşımlı ve Ca ile işlenmiş ve kaynaklanmış 15 mm kalınlığında API 5L X46 kontrollü haddelenmiş çeliğin HAZ'ında SOHIC bildirmiştir. 5kJ/mm'de iki geçiş. Bu, NACE TM0177 çekme numuneleri kullanılarak test edildi ve şunu bildirdiler: 'SOHIC, 700-800ºC sıcaklık aralığında, AC1 sıcaklığının hemen üzerinde ve en yumuşatılmış bölgenin dışında meydana geldi'. 'SOHIC konumunun en yumuşatılmış bölgede olmaması, SOHIC oluşumunun yalnızca en düşük akma dayanımından ve/veya mikro yapının duyarlılığından değil, aynı zamanda lokalize gerilmeden de etkilendiğini gösterir. / veya heterojen plastik deformasyonla ilişkili gerinim yükselmesi'. Daha sonra, bir ilk HIC etrafındaki akma bölgesi içindeki perlit kolonileri gibi alanlarda düzlem içi çatlakların oluşması için teşvik edilen 'gizli başlama yeri' modellerini geliştirmeye devam ederler. Sonlu eleman analizleri, yüzeye yakın en yüksek eksenel gerilmenin HAZ'ın en yumuşak bölgesinin hemen dışında olduğunu gösterir, bu da bu konumda gözlemlenen çatlakları açıklar. Bununla birlikte, SOHIC'in tercihen içeriden başlattığı daha az temiz bir çelikte numune içinde daha yüksek stres pozisyonlarında (ki bu aynı zamanda daha düşük mukavemet ve SOHIC'e karşı daha fazla malzeme duyarlılığı ile örtüşür) başlayan çatlama riskine karşı uyarıda bulunurlar. yüksek yoğunlukta metalik olmayan inklüzyonlar, örneğin'. Şekil 10'da çizilen verilerden, muhtemelen simüle edilmiş HAZ numuneleri kullanarak farklı HAZ mikro yapılarının duyarlılığını değerlendirdikleri ve bir X65 çeliğinde bazı varyasyonlar buldukları açıktır. Bunun için herhangi bir mikroyapısal veya başka bir açıklama yapılmamıştır, ancak bu varyasyon bir dereceye kadar bildirilen mukavemet varyasyonunu takip ediyor gibi görünmektedir.

Yumuşatılmış bölge ayrıca Takahishi ve diğerleri tarafından sonlu eleman analizi ile araştırıldı ve kalınlık boyunca gerilmelerin, gerilim konsantrasyonundan dolayı çapraz kaynak uygulanan bir yükün etkisi altında, orta kalınlıkta en yumuşak bölgede zirveye ulaştığını buldular. Bu, bu bölgede ilk düzlem içi çatlakların oluşumunu teşvik edecektir.

Kaynak Sonrası Isıl İşlemin Etkileri

Malzeme Özellikleri Konseyi için çalışırken Cayard ve diğerleri, PWHT'yi takiben kaynaklı numunelerde SOHIC (NACE TM0177 çekme testleri kullanılarak ölçülmüştür) için eşik stresinde genel bir düşüş bildirmiştir. Bir 'HIC dirençli çelikte' (%0,15C, %0,001S, %1,15Mn, A516-70) eşiğin, ASME VIII bölüm 1 tarafından izin verilen %25 belirtilen minimum çekme mukavemeti tasarım değerine çok yakın olduğu bildirildi. Azaltılmış eşiğin, muhtemelen duyarlılık üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olan ve ayrıca gerçek gerilme mukavemeti yüzdesi açısından stresi hafifçe artıran bir mukavemet kaybından kaynaklanabileceği öne sürülmüştür.

SOHIC riskini artıran PWHT'ye ilişkin başka hiçbir referans bulunmamıştır, ancak Cialone ve Williams PWHT'nin hiçbir etkisi olmadığını bildirmiştir. Buna karşılık Hoesch Rohr tarafından yürütülen hat üzerinde PWHT spiral kaynaklı boru ile uzunlamasına dikiş kaynaklı boruyu karşılaştıran çalışma, azaltılmış kalıntı gerilim seviyelerinin SOHIC oluşumu üzerinde açık ve faydalı bir etki bulmuştur. Bu nedenle, PWHT'nin HAZ (veya ana malzeme) mikro yapısının SOHIC'ye doğal duyarlılığını arttırması mümkündür, ancak tam halka testlerinde gözlemlendiği gibi stres azaltmanın yararı bu etkiyi geçersiz kılabilir. Bu, Coudreuse ve arkadaşları tarafından çeşitli su verilmiş ve temperlenmiş çelikler üzerinde çift kirişli dört nokta eğme testi kullanılarak kaydedilen PWHT üzerinde SOHIC'e karşı dirençteki gelişmelerin açıklaması olmayacaktır. Bu test ile artık gerilme etkileri beklenmez ve herhangi bir etkinin maddi etkiler olması beklenir. SOHIC, %80 SMYS'de kaynaklı durumda %38 TCL (Toplam Çatlak Uzunluğu) yaşayan 'standart' malzeme de dahil olmak üzere test edilen tüm çeliklerde elimine edilmiştir. Bununla birlikte, PWHT'nin gerilim giderme yoluyla olası bir yararına bakılmaksızın, Merrick ve Bullen, %30 - %50 verimde SOHIC için eşik gerilimleri ile termal gerilim gidermenin faydalarına güvenmek için yetersiz olduğu görüşünü benimsemiştir. Bununla birlikte, başlangıçta sert bölgelerde (tavlama yoluyla) SSC'nin önlenmesinin, bir SOHIC mekanizması ile uzayabilecek bir stres konsantrasyonu oluşumunu önleyebileceğine işaret ederler.

Bu nedenle, PWHT'den kaynaklanan artık gerilimdeki azalmaların SOHIC ile ilgili olarak faydalı olduğu konusunda genel bir fikir birliği vardır, ancak en azından bazı çeliklerde, malzeme duyarlılığı üzerinde ters bir olumsuz etki olması mümkündür ve her durumda, derece PWHT'ye bağlı stres gevşemesi pratik kullanım için yetersiz olabilir.
 

1989'da Merrick ve Bullen tarafından yayınlanan bir makalede, 'kademeli çatlamaya dayanıklı çeliklerin SOHIC'e de dayanıklı olduğu bildirilmişti. Bu nedenle TM-02-84, çeliklerin hem HIC hem de SOHIC'ye dayanması için bir yeterlilik testi olarak kabul edilebilir. Bugüne kadar yapılan testler, düşük CLR değerine sahip hiçbir çelik SOHIC' yaşamadığından, basınçlı kap çeliklerinin SOHIC dirençli olması için bir kabul seviyesi olarak %15'ten daha düşük bir CLR değeri önermektedir.

Bu sonuç, yığılmış çatlak dizilerini ortaya çıkarmak için maruz kaldıktan sonra kesitlere ayrılmış NACE TM0177 çekme testlerine dayanmaktadır. Testler %30, %50 ve %90 verimde yapılmış ve %50 verimde çatlamayan çelikler SOHIC'ye dayanıklı kabul edilmiştir.

NACE çekme testi, 'Islak H2S Hizmetinde Kullanılan Levha Çeliklerine SOHIC Direncinin Değerlendirilmesi için Laboratuvar Test Prosedürleri için NACE Standart Test Yöntemi'ne dahildir. Standart, test değerlendirmesinin temelinin başarısızlığa kadar geçen süre olması gerektiğini öne sürer, ancak herhangi bir dahili işlemin etkisini belirlemek için kesitleme ve metalografik inceleme veya hem maruz kalma süresinin tamamlanmasından hem de ardından hidrojen salınımından sonra arızaya çekme seçeneklerini içerir. numunenin yük taşıma kapasitesinde çatlama. Ancak bu test yönteminde sunulan temel teknik, çift kiriş, dört nokta eğme testidir. Bu, MRC tarafından geliştirilmiştir ve son haliyle, her biri bir çift silindir boyunca arka arkaya cıvatalı, böylece her ikisini de dört noktalı bükmeye sokan merkezi bir elektro-boşaltma ile işlenmiş çentik içeren iki numuneden oluşur. Bu iki test yöntemi arasında bir karşılaştırma Coudreuse ve diğerleri tarafından su verilmiş ve temperlenmiş basınçlı kap çelikleri kullanılarak yapılmıştır. 720 saat verimde (~500MPa) hayatta kalan ancak 300MPa'da bile çift kiriş testinde önemli çatlama gösteren çekme numunelerinde SOHIC göstermeyen çeliklerinden birinin performansında belirgin bir fark buldular. Bunu, QT ve normalleştirilmiş çelikler arasındaki SOHIC mekanizmasındaki farklılık açısından açıklarlar. Gerçekten de, test ettikleri QT çeliklerinin klasik SOHIC çatlaması (merdiven benzeri diziler) göstermediğini ve HIC bileşeni olmadığını iddia ediyorlar. (Bu konuda bağımsız bir yargıya varmak için hiçbir mikrograf sunulmamıştır). Bir QT çeliğinde 'SOHIC'in etkin bir şekilde SSC'ye eşdeğer olduğunu' ve bu hızla yayıldığı için çift kirişlerden sadece birinin başarısız olduğunu ve nicel sonuçları sorunlu hale getirdiğini belirtirler. Çekme testinin QT çelikleri için daha uygun olduğu, çift kiriş testinin normalleştirilmiş çeliklere uygulandığında başarılı olduğu sonucuna varmışlardır, ancak genel olarak tüm malzemeler için çekme testini tercih etmişlerdir. Herhangi bir kaynaklı numune üzerinde SOHIC direnci için testler yapmadılar.

Siegmund ve diğerleri düz 4 nokta büküm, çentikli 4 nokta büküm ve çift kiriş 4 nokta büküm testlerini karşılaştırmıştır. Çentik açmanın açıkça SOHIC'i başlatmaya yardımcı olmasına rağmen, malzeme tarama amacıyla düz 4 noktalı bükme numunelerini tercih ettiler. Verilen sebep, üç eksenli olmasına rağmen gerilim durumunun 'tamamen tanımsız' olmasıydı ve çok daha az iyi tanımlanmış olduğu düşünüldüğü için çift kiriş yaklaşımı göz ardı edildi.

SOHIC'nin kalın basınçlı kaplarda nozullar etrafında ve halka ovalleştirmede spiral kaynaklı borularda olduğu gibi yüksek üç eksenli stresin olduğu durumlarda ortaya çıkma eğiliminde olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle, bazen büyük ölçekli testler tercih edilir. Örneğin, Fowler tarafından, tam halka testinin geliştirilmesinin arkasındaki ana nedenlerden birinin, SOHIC'ye duyarlılığı test etme yeteneği olduğu bildirilmiştir. Fowler tarafından gerçekleştirilen ve OTI 95 635'te tanımlandığı gibi bu testin bir özelliği, borunun iç yüzeylerinin kum püskürtme ile hazırlanmasıdır. Bu, çeliğe çok yüksek bir ilk hidrojen giriş hızı ile sonuçlanır ve SOHIC başlatmayı teşvik edebilir. Fowler tarafından halka test prosedürünün ekşi basınç testleriyle karşılaştırılarak doğrulandığı, ancak iç yüzey hazırlığının muhtemelen her iki test türü için aynı olduğu belirtildi.

Takahishi ve diğerleri tarafından bir X65 UOE boru üzerindeki tam halka testi ile küçük ölçekli testler arasında bir karşılaştırma yapılmıştır. Halka testinde veya tek taraflı maruz kalan dikdörtgen çekme numunelerinde SOHIC görülmezken, tamamen daldırılmış yuvarlak ve dikdörtgen çekme numunelerinde 0,725 gerçek akma gerilimi ve üzeri uygulanan gerilmelerde SOHIC yumuşatılmış HAZ bölgelerinde indüklenmiştir. Yazarlar, davranıştaki bu farklılığı, stres durumundaki farklılıklara (FE analizi ile çekme testlerinde yumuşatılmış HAZ içinde çok eksenli stres seviyeleri gösterdiler) ve hidrojen girişindeki farklılıklara (tek taraflı maruz kalmaya karşı tam daldırma) bağladılar. Tek taraflı maruz bırakma, dikdörtgen çekme testinin, tam halka testi ile iyi bir uyum gösteren uygun bir küçük ölçekli test tekniği olduğu sonucuna varmışlardır.

SOHIC için herhangi bir test yönteminin önemli bir özelliği, çatlak durdurma yerine bir çatlak başlangıcı ölçüsü sağlaması gerektiğidir. Christensen tarafından, NACE TM0103-2004 çift ışın testinin çok şiddetli olduğu (çentik ucu veren artı çok hızlı ilk hidrojen şarjı), özellikle temiz malzemelerde, esas olarak dirençli birçok malzemede çatlak başlangıcının zorlandığı ileri sürülmektedir ve test, çatlak durdurmayı ölçer. Test ortamı şiddetinin adım adım artmasıyla, çok şiddetli ilk hidrojen dalgalanmasının önlenebileceğini ve SOHIC başlatma için eşik koşullarının belirlenebileceğini öne sürüyor.

Endüstriyel Deneyim

Endüstride meydana gelen SOHIC örnekleri hakkında bilgi toplamak için bir girişimde bulunuldu. Bunu yaparken, yalnızca birincil mekanizmanın SOHIC olduğuna dair adil bir kesinlik derecesi olan başarısızlıklar dahil edilmiştir. Buna rağmen, mevcut bilgiler bağımsız bir yargıya varmak için her zaman yeterli olmamıştır ve bazı vakalarda rapor edilen tanıların kabul edilmesi gerekmiştir. EFC/EPERC anketi yoluyla ve seçilen şirketlere doğrudan talep yoluyla şirketlerden bilgi aranmış ve yayınlanmış literatür de taranmıştır. 

Örnekten sadece ikisi akış aşağı basınçlı kaplardır. Geri kalan tüm boru hatları, dört spiral kaynaklı, iki dikişsiz ve iki ERW idi. İki dikişsiz boruda ve amin emici kulede, SOHIC ekşi hizmetin neden olduğu çatlaklardan, ancak başka bir mekanizma yoluyla yayıldı. Her iki dikişsiz boruda da başlatma özelliği, ana malzemede bir kabarcıktı, bir vakada alümina/demir oksit/cüruf inklüzyonlarında oluştuğu ve yetersiz külçe kırpılması nedeniyle kaldığı bildirildi ve mekanizma yazar tarafından değerlendirildi. gerçek SOHIC yerine kademeli olarak çatlama (SWC) olmak. Amin emici kulede çatlama, SWC ve SOHIC karışımı ile sert HAZ'lardaki sülfür stres çatlaklarından gelişmiştir. İki ERW boru arızasından birinde, sunulan mikrograflar, yeniden yönlendirilmiş mikro yapıda SWC'yi gösterdi. Diğer tüm başarısızlıkların gerçek SOHIC'den kaynaklandığına karar verildi.

Sadece gerçek SOHIC arızaları göz önüne alındığında, iki durum hariç hepsinde çeliklerin 'düşük kükürt' olarak tanımlanmayacağını gösteren kanıtlar vardır, rapor edilen kükürt içerikleri %0.01 ila %0.025 arasında değişmektedir. Bu vakaların HIC test sonuçları da sunuldu ve bunlar ekşi servis için önerilen sınırların oldukça dışındaydı. Kalan iki vakadan birinde ne kimyasal bileşim ne de HIC test verileri rapor edilmedi. Son durumda, malzeme 'düşük kükürt' tanımına uyacaktır ve hiçbir HIC test verisi sunulmamıştır. Bu nedenle, çok düşük kükürtlü veya HIC dirençli çeliklerde herhangi bir arıza örneği bulunmamıştır. Bunun olası istisnası, boru malzemesinin Çözüm A'da HIC testine tabi tutulduğu ve 'geçtiği' Suudi Aramco 1998 başarısızlığıdır. Kükürt içeriği %0.011 olarak bildirilmiş olmasına rağmen, tabloda S&P sonuçlarının 'şüpheli' olduğunu belirten bir dipnot var. Ancak bu durumda, çatlama ile ilişkili CaAlO inklüzyon kümeleri bulundu.

Başarısız olan malzemelerin hiçbirinin SOHIC'e karşı güçlü bir şekilde dirençli olması beklenmese de, rapor edilen H2S ve CO2 içeriklerinden ve/veya korozyon hasarının kanıtlarından, çevresel koşulların her durumda çok şiddetli olduğu açıktır. Artık ve hizmet gerilmeleri hakkında daha az eksiksiz bilgi mevcuttur. Bir durumda, artık gerilmeler çok yüksekti, ancak diğer örneklerde bunun doğru olup olmadığı açık değildi.

Arızaların gözden geçirilmesinden elde edilen genel mesaj, bunların hepsinin, şiddetli bir hidrojen yükleme ortamının etkisi altında, ilk HIC oluşumu için alanlara sahip olması beklenen malzemede meydana geldiğidir. Gerilim ile ilgili resim daha az nettir, ancak SOHIC'in oluşması için yüksek hizmet ve/veya artık gerilimlerin gerekli olduğuna dair genel algı ile hiçbir çelişki yoktur.
 

Çatlama Mekanizması

Özellikle kademeli çatlama biçimindeki hidrojen kaynaklı çatlama (HIC) ile SOHIC arasındaki benzerlikler ve ortak özellikler, hem çatlama mekanizmasının hem de kontrolünün anlaşılmasında kafa karışıklığına yol açmıştır. Çelikte haddelenmiş inklüzyonların azaltılması veya ortadan kaldırılması (HIC için birincil kontrol), şiddetli hidrojen yükleme koşulları altında gerilmiş çelikte çatlamayı önlemek için kesinlikle gereklidir, ancak yeterli olmayabilir. Bu incelemede SOHIC, haddelenmiş veya dövme çelikte, çeliğin haddeleme veya dövme düzleminde uzanan birbirine bağlı küçük çatlak yığınlarından oluşan, çeliğin haddeleme veya dövme düzlemine normal olarak çatlama olarak tanımlanır. Iino tarafından yapılan teorik analiz, düzlem içi çatlak yığınlarının oluşumu için gerilim alanlarının etkileşiminin nasıl gerekli olduğunu göstermiştir, ancak düzlem içi çatlakların, kalınlık bileşenlerinden önce oluştuğuna dair kanıtlar vardır. Bu, görünüşe göre, bir dahil etme arayüzü gibi önemli bir mikroyapısal zayıflığa olan ihtiyacı gösterse de, hem deneysel gözlem hem de teorik analiz, eksenel yüklemenin etkisi altında, belirli mikro yapılarda düzlem içi çatlamayı indüklemek için yeterli kalınlıktaki gerilmelerin gelişebileceğini göstermiştir. Bu tür boydan boya kalınlık gerilimleri, gerinim konsantrasyonu yoluyla dış HAZ bölgeleri gibi yerel olarak yumuşatılmış malzemelerde özellikle oluşabilir. Gözlenen bantlanma etkisinin ve nispi perlit/ferrit sertliğinin, aynı zamanda apearlit:ferrit arayüzey etkisine bağlı olabilmesine rağmen, küçük ölçekte gerinim konsantrasyonundan da kaynaklanması mümkündür. İyi bir mikro yapısal homojenlik sağlamak için işlenmiş çeliklerde (örneğin, su verilmiş ve temperlenmiş çelikler), bu tür yumuşatılmış bölgelerde daha az homojen ve daha hassas mikro yapıların gelişmesi de muhtemeldir.

Yine düzlem içi çatlakların başlaması göz önüne alındığında, tespit edilen katkıda bulunan bir faktör, yayılabilir hidrojen içeriğidir. Uzun süreli kararlı duruma maruz kalma koşulları altında, çeliğin yayılabilir hidrojen içeriği doğrudan korozyon hızıyla ilişkili olacaktır, ancak çelik içinde ilk arayer yayılabilir hidrojen birikimi de çelik içindeki tuzakların varlığından etkilenecektir - çok sayıda tuzak, girdi hidrojenin bir kısmını emecek ve yayılabilir hidrojen oluşumunu yavaşlatacaktır. Genel olarak, temiz çelikler daha az tuzak içerir. Bu etkinin, kararlı olmayan durumlar ve özellikle ilk maruziyet için etkileri vardır. Temiz bir çelik yüzey ilk kez ekşi, asitli bir ortama maruz kaldığında çok yüksek hidrojen akışları görülür, ancak temiz yüzey kirlendiğinde akı oldukça hızlı bir şekilde azalır. Bu nedenle, çelikteki yayılabilir hidrojen konsantrasyonu, kararlı durum koşulları elde edildikçe başlangıçta artacak ve daha sonra azalacaktır. Çeliğin çok sayıda kapanı varsa, konsantrasyon zirvesinin yüksekliği, daha temiz bir çeliğe kıyasla azaltılabilir, bu da daha temiz çelikte SOHIC başlatma için daha büyük bir itici güçle sonuçlanır. Böyle bir etkinin önemi, test ve hizmetteki nispi koşullara bağlıdır. Pek çok hizmet koşulunda, çelik yüzeyler ağır koşullara ilk maruz kaldığında temiz olmayacaktır. Bu nedenle, bir testin başlarında, SOHIC'yi başlatabilecek özellikle yüksek bir tepe konsantrasyonu temsili değildir ve ayrıca kararlı durum koşullarında (benzer mikro yapılar, mukavemet vb. için) SOHIC'ye karşı daha büyük doğal dirence sahip olması beklenen temiz çelikleri makul olmayan bir şekilde cezalandırabilir. Bununla birlikte, çok yüksek başlangıç hidrojen akışlarının deneyimlendiği hizmet koşullarının (örneğin hidroflorik asit) olduğu ve bu nedenle, test koşulları tasarlanırken beklenen hizmet koşullarının dikkate alınması gerektiği unutulmamalıdır.

Test ve Kontrol

Yukarıdaki anlayışın, malzeme testi ve değerlendirmesinden başlayarak SOHIC'i önlemek için alınabilecek kontrol önlemleri için çıkarımları vardır. Örneğin, bir kaynağın direncinin değerlendirilmesi gerektiği ve test yönteminin hem mikroyapısal hem de yerel dayanım değişikliklerini hesaba katması gerektiği açıktır.

Değişen derecelerde karmaşıklık ve şiddette SOHIC riskini değerlendirmek için kullanılan birkaç test yöntemi vardır. SOHIC'nin, yeterince yüksek uygulanan yükler altında basit gerilimli numunelerde indüklenebileceği açıktır ve bu tür testler, malzeme sıralaması için faydalı olabilir. Bununla birlikte, hizmet davranışının tahmini için, test süresi boyunca hem uygun bir üç eksenli stres durumu hem de uygun hidrojen yükleme koşulları gereklidir. Herhangi bir test yönteminin kaynaklı numunelere de uygulanabilir olması gerekir. Devam eden bazı gelişmeler olmasına rağmen, şu anda böyle küçük ölçekli bir test yöntemi bulunmamaktadır.

Malzeme seçimi ve fabrikasyon rehberliği ile ilgili olarak, mevcut test yöntemlerindeki eksikliklere rağmen, bazı faydalı yorumlar yapılabilir. Temiz çeliklerin daha düşük performans gösterdiğine dair bazı çalışmalarda gözlemlerin, test koşullarının bir eseri olması ve özellikle hidrojen yüklemesinde bir ilk dalgalanma olması muhtemeldir. Hidrojen yüklemesinde benzer bir ilk dalgalanmanın beklenebileceği hizmet koşulları (HF gibi) dışında, çeliklerin mümkün olduğunca temiz olması gerektiği kabul edilir. (örneğin) HF hizmetindeki ilk hidrojen dalgalanmasının süresine ve ciddiyetine bağlı olarak, sıkışma etkilerinden korumanın hiçbir durumda başarılı olacağı garanti edilemez. Mikroyapısal homojenliğin faydalı olduğu konusunda hiçbir anlaşmazlık yoktur ve bu bakımdan, yoğun bantlı ferrit:pearlit çelikler en büyük risk altındayken, su verilmiş ve temperlenmiş ve hızlandırılmış soğutmalı TMCP çelikleri en dirençlidir. Bununla birlikte, hızlandırılmış soğutmaya sahip hem QT hem de TMCP çelikleri, HAZ'da bu konumda SOHIC riskini artıran hem yumuşama hem de mikroyapısal değişikliklere maruz kalabilir. Bu nedenle, özellikle bu tür malzemelerde yüksek ısı girdili kaynağın zararlı olması beklenir. PWHT'nin malzeme duyarlılığı için zararlı mı yoksa faydalı mı olduğu açık değildir, ancak stres giderici etkileri görünüşte faydalıdır ve PWHT'nin SOHIC riski üzerindeki genel etkisinin faydalı olmasını sağlamak için yeterli bir ölçüde.
 

Gerilme yönelimli hidrojen kaynaklı çatlama (SOHIC) hakkında yayınlanmış ve diğer bilgilerin gözden geçirilmesinden aşağıdaki sonuçlar çıkarılmıştır.

Deneysel çalışmalar, en azından HIC dirençli çeliklerde, SOHIC'nin oluşması için hem şiddetli bir hidrojen şarj ortamının hem de yüksek gerilimlerin gerekli olduğunu göstermektedir. Bu, büyük ölçüde endüstriyel deneyim tarafından desteklenmektedir.

Kısa süreli yoğun hidrojen yüklemesi, küçük HIC çatlakları başlatarak çeliği SOHIC'ye karşı hassaslaştırabilir. Birkaç hidrojen tutucusu olan çok temiz çelikler, doğası gereği SOHIC'e dirençli olsa da bu etkiden dolayı özellikle risk altında olabilir.

Karmaşık, üç eksenli yüklemenin, yuvarlanma düzlemine normal gerilim vererek ve çelikteki hidrojen çözünürlüğünü artırarak küçük HIC çatlaklarının oluşumunu teşvik edebileceği düşünülmektedir.
Şiddetli hidrojen yükleme koşulları altında gerilmiş çelikte SOHIC'yi önlemek için haddelenmiş inklüzyonların azaltılması veya ortadan kaldırılması gereklidir, ancak yeterli olmayabilir.

Özellikle yoğun bantlı çelikte bulunan ferrit:perlit arayüzeyleri gibi mikroyapısal homojensizlikler, SOHIC için başlama bölgeleri sağlayabilir.

Dış HAZ bölgeleri, özellikle yüksek ısı girdili kaynaklarda, hem mukavemet ve dolayısıyla gerilim homojensizliği hem de belirli (örneğin su verilmiş ve temperlenmiş) çeliklerde daha az homojen mikro yapıların gelişmesi nedeniyle SOHIC'ye karşı artan bir duyarlılığa sahiptir.

PWHT'nin SOHIC'ye maddi duyarlılık üzerindeki etkisi net değildir, ancak SOHIC riski üzerindeki genel etkinin faydalı olması muhtemeldir.

SOHIC için test yöntemlerinin, hizmette meydana gelebilecek üç eksenli gerilim ve hidrojen şarjı kombinasyonunu doğru bir şekilde temsil etmesi ve kaynaklı malzemeye uygulanabilir olması önemlidir. Şu anda böyle küçük ölçekli bir test yöntemi mevcut değil.