Süper Dubleks Paslanmaz Çelik Asit Testi

Superduplex paslanmaz çelikler, korozyon direnci, klorür stres korozyonu çatlama direnci, yüksek mukavemet ve kaynaklanabilirlik kombinasyonları nedeniyle petrol ve gaz endüstrisi tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür malzemelerin NACE MR0175 tarafından asit servis için onaylandığı durumlarda, izin verilen malzeme durumu, H 2S kısmi basınç sınırları ve bazı durumlarda klorür iyonları, pH, sıcaklık ve elementel kükürt ile birlikte maksimum sertlik sınırları belirtilir. Bu makale, muhafazakar en kötü durum koşullarını temsil eden ortamlarda üç farklı UNS süper dupleks derecesinin ve bir UNS süper dupleks derecesinin üç partisinin asit hizmet testinin sonuçlarını vermektedir. İncelenen tüm çelikler üzerinde gerilmesiz çukurlaşma korozyon testleri yapılmıştır. Gerilmesiz testlerde korozyona uğramayan iki çelik üzerinde sülfür stres çatlaması (SSC) testleri yapılmıştır. İki test stresi yöntemi, yani C halkası testi ve yavaş gerinim hızı çekme (SSRT) testi karşılaştırıldı. Sonuçlar, diğer çevresel veya malzeme koşulları uygunsa, bazı süper dupleks çeliklerin, H2S'nin şu anda izin verdiğinden daha yüksek kısmi H2S basınçlarında sülfür stres çatlamasına karşı dirençli olabileceğini göstermiştir. Bununla birlikte, bir UNS bileşim aralığında veya farklı UNS bileşimlerinden farklı süper dupleks çelik partileri, asitli ortamlarda oyuklaşmaya ve SSC'ye karşı oldukça farklı direnç gösterebilir ve süper dupleks çeliklerin dirençli olduğu tek bir maksimum H 2S kısmi basıncı yoktur. Özellikle, daha yüksek PREN/PRENW değerleri faydalıdır ancak yüksek ferrit içeriği ve nitrür çökeltileri ile iri tane boyutu zararlı olabilir. Birincil alaşım elementlerinin seviyeleri, hizmet ortamının diğer detayları (ör. pH ve Cl - seviyesi) ve stres modu (ör. yük veya yer değiştirme kontrolü) süperdupleks çeliklerin SSC direncini etkileyebilir. Sabit yük, sabit ağırlık çekme testi, hizmette sabit yük koşullarının mevcut olabileceği sabit sapma C halkası veya eğilme testlerine tercih edilir. SSRT testi, süper dupleks çeliklerin SSC performansını değerlendirmek için çok zorludur ve güvenilir bir başarılı/başarısız kriteri gereklidir.
 

Petrol ve gaz endüstrisinde karşılaşılan üretilen sıvılar, artan CO 2, H 2S ve Cl - seviyeleri ve sıcaklık nedeniyle giderek daha aşındırıcı hale geldikçe, endüstri korozyona dayanıklı alaşımlara (CRA) daha fazla bağımlı hale geliyor. Nikel alaşımlarına ek olarak martensitik/süpermartensitik, ferritik, östenitik/süperöstenitik ve dubleks/süperdupleks paslanmaz çelikler dahil olmak üzere çok çeşitli CRA'lar mevcuttur. Nikel alaşımlarından daha düşük maliyetle birlikte çok iyi genel ve çukur korozyon direnci, klorür stres korozyonu çatlama direnci, mukavemet, tokluk ve kaynaklanabilirliğin çekici bir kombinasyonunu sundukları için dubleks ve süper dubleks kalitelerin kullanımı yaygınlaştı. Bununla birlikte, dubleks ve süper dubleks paslanmaz çeliklerin asit servis için kalifikasyonu, performansı etkileyen birçok faktör olduğundan, karbon ve düşük alaşımlı çeliklere kıyasla metodolojide değişiklikler gerektirmiştir.

NACE MR0175, sülfür stres çatlamasına (SSC) karşı direnç için malzeme seçimini kapsar. Bu belge orijinal olarak, basitçe ≥%10,5 Cr'ye sahip malzemeler olarak tanımlanan karbon çelikleri, alaşımlı çelikler ve paslanmaz çelikler için geliştirilmiştir. Bu paslanmaz çelikler, karbon çelikleri için geliştirilen aynı kriterler ve test prosedürleri kullanılarak onaylanmıştır, yani, asitli ortamda korozyon tarafından üretilen hidrojen varlığında malzemenin çatlamaması için sertliği sınırlamaktadır. Artan kullanımla birlikte, karbon çeliği uygulamaları izlenerek paslanmaz çeliklerin asit hizmet için yeterliliğinin güvenilir bir şekilde elde edilemeyeceği ortaya çıktı. Korozyona dayanıklı alaşımlar genellikle hizmette korozyona uğramamaları esasına göre seçilir. Bu sağlanırsa, hidrojen üretilmediği için SSC oluşmayacaktır. CRA'lar korozyona uğrarsa, genellikle yerel oyuklanma veya çatlak korozyonu gösterirler ve bu durumda, SSC'nin yerel korozyon bölgesinde gelişmesi mümkün olabilir. Altta yatan çeliğin sertliğinin sınırlandırılması, böylece yerel olarak üretilen hidrojenin mevcudiyetinde çatlamaması, yine de SSC'yi önleyebilir. Dolayısıyla, bir CRA'nın SSC'ye duyarlılığını kontrol eden iki faktör vardır: (i) lokal korozyona karşı direnç ve (ii) hidrojen varlığında çatlamaya karşı direnç. Sonuç olarak, asit hizmet için CRA'ların kalifikasyonunun, hidrojen varlığında çatlamaya katkıda bulunanlara ek olarak çukurlaşma/yarık korozyon direncine katkıda bulunan çevresel ve metalurjik değişkenleri yansıtması gerekir. İlki, bileşimden (özellikle Cr, Mo, W ve N), üçüncü fazların varlığından, yüzey cilasından ve spesifik ortamdan (örn. Cl -, pH, H 2S ve sıcaklık) etkilenir. İkincisini etkileyen faktörler daha az iyi tanımlanmıştır ancak sertlik ve belki de tane boyutu, herhangi bir üçüncü faz ve soğuk işleme ile ilgili olması beklenir.

Önerilen Makale: Çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik dkp sac sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Bu karmaşık durumun kabulü, sertlik sınırlarını, malzeme durumunu (örneğin, çözelti tavlanmış veya soğuk işlenmiş), sıcaklık, klorürler, elementel kükürt ve H 2S içeren NACE MR0175'in sonraki baskılarının ifadelerinde yansıtılmaktadır. Bunun daha fazla tanınması, uygun bir yeterlilik aracı olarak asit hizmet için CRA'ların test edilmesi için özel kılavuzlar veren EFC 17'nin geliştirilmesinde verilmiştir. Bu belge, belirli UNS süper dupleks çelikleri için bireysel NACE MR0175 H 2S sınırlarının tek başına değerlendirilmemesi gerektiğini, ancak belirli bir uygulamayla ilgili çeşitli diğer çevresel ve malzeme değişkenleriyle ilişkili olarak değerlendirilmesi gerektiğini göstermektedir. Sonuç olarak, örneğin diğer çevresel veya malzeme faktörleri MR0175'in uygun bölümünde belirtilen sınırlar dahilindeyse, süper dupleks çelikleri MR0175'te belirtilen kısmi basınçların üzerindeki H 2S seviyelerinde çalıştırmak mümkün olabilir. Ancak, uygun yeterlilik testi gerekli olacaktır. Makale ayrıca MR0175'te ele alınmayan diğer mikroyapısal değişkenlerin etkilerini de göstermeyi amaçlamaktadır.

Belirli koşullar altında hizmet için uygulanabilirliği değerlendirmek için, muhafazakar bir şekilde şiddetli ortam ve stres ile SSC testlerinin yapılması gerekir. Burada iki test yöntemi (i) statik, sabit sapmalı C-halkası testleri ve (ii) dinamik, SSRT testleri ile gerilimsiz, oyuk korozyon testlerini karşılaştırır. C-ring testleri, birçok hizmet yükleme durumunu temsil eder; SSRT testleri, oldukça kısa bir sürede, kanıt stresinin ötesinde ve UTS'ye kadar olan SSC'ye karşı herhangi bir hassasiyeti tespit etmek için tasarlanmıştır. Test ortamları, uygulamada bu kadar ciddi bir kombinasyon beklenmese de, belirli bir uygulama için en kötü servis koşullarının bir kombinasyonunu temsil ediyordu.

UNS S32760'ı karşılayan süper dupleks çelik partileri, üç farklı tedarikçiden (A'dan C'ye etiketli) temin edildi ve nominal olarak çözelti tavlandı, UNS S39277'yi karşılayan bir çözelti tavlı süper çift yönlü çelik partisi ve bir solüsyonla tavlanmış UNS S32750 çeliği diğer iki tedarikçiden temin edildi ve karşılaştırma için test edildi, malzemeler değişen çaplarda çubuk şeklinde tedarik edildi. Bu üç süper dupleks çelik benzer bileşimlere sahiptir ancak belirtilen Ni, Mo, W, Cu ve N seviyelerinde küçük farklılıklar vardır. Üçüncü aşamaların incelenmesine, nokta sayımı ile ferrit içeriğinin ölçülmesine ve standart çizelgelerle karşılaştırılarak ASTM tane boyutunun tahmin edilmesine olanak tanır. Ferrit ve östenit birimlerinin uzunlukları değil genişlikleri standart tablolarla karşılaştırıldı. Standart tane boyutu çizelgeleri ile karşılaştırma, tane boyutlarının doğru bir şekilde ölçülmesine veya mikro yapının yönlülüğünün herhangi bir göstergesine izin vermez, ancak tane yapılarının birinci dereceden bir karşılaştırmasına izin verir. Rockwell C ve Vickers (10kg) sertlikleri ölçüldü.

Tüm süper dupleks partilerden gelen gerilmesiz çukurlaşma korozyon kuponları 720 saat boyunca 3psi (0,2 bar) H2S ve 600psi (40bar) CO2 ile %10 NaCl içinde 186°F (85°C) ve 212°F (100°C) sıcaklıkta maruz bırakıldı. , Tablo 4. Sülfür stres çatlaması testleri, çukurlaşma korozyon testinde (tedarikçi A) dirençli olan UNS S32760 gruplarından biri ve çukur korozyon testinde de dirençli olan UNS S39277 sınıfı üzerinde iki ortamda gerçekleştirilmiştir. SSC test ortamları, sırasıyla 186°F'de (85°C) 30psi (2bar) H2S ve 1200 ve 1000psi (80 ve 67bar) CO2 ile asitleştirilmiş %3.3 ve %10 NaCl çözeltileriydi. SSC testleri, (i) çubuklardan işlenen ve 720 saat boyunca her iki ortamda ölçülen gerçek %0,2 uzama geriliminin %100'üne kadar gerilim uygulanan C-ring numunelerini ve (ii) %3.3 NaCl solüsyonunda 1x10 -6s -1 gerinim oranı, Tablo 4. Bir nikel alaşımı UNS N09925 numunesi, karşılaştırma için aynı SSRT test koşulları altında test edildi. Test sırasında pH, her durumda 3.0 olarak hesaplandı. Her bir gerilimli SSC testindeki H 2S kısmi basınçları, MR0175'te belirtilen maksimum değerlerin oldukça üzerindeydi ancak test edilen klorür iyonu konsantrasyonlarının NACE MR0175'te belirtilen maksimum değerlerden düşük olduğu ve hiçbir soğuk işlenmiş malzemenin test edilmediği belirtilmelidir.
 

Malzeme Karakterizasyonu

Çeliklerden biri (UNS S32760, 25 mm çapında bir çubuk olan tedarikçi A), diğerlerinden belirgin şekilde daha ince tane boyutuna, yaklaşık olarak ASTM 6'ya sahipken, bir çelik (UNS S32760, tedarikçi C, 100 mm çaplı çubuktan) en kaba tane boyutuna sahipti. tane boyutu, yaklaşık ASTM 3 ve ferrit taneleri içinde bazı krom nitrürler içeriyordu. Artan çubuk çapı ile artan tane boyutunun genel bir korelasyonu vardı. Ölçülen ferrit içeriği, %37 (UNS S32760, B) ile %59 (UNS S32760, C) arasında değişmekteydi, ancak her iki uç da bir görüş alanından diğerine önemli farklılıklar gösterdi.

Çukur Korozyon Testi Sonuçları

İki malzeme (tedarikçi C'den UNS S32760 ve UNS S32750), her iki gerilmesiz oyuk korozyon testinde de korozyon kanıtı gösterirken, diğer üç çelik her iki durumda da korozyon göstermedi.

Sülfür Stres Çatlaması Test Sonuçları

C halkası testlerinde hiçbir malzeme (UNS S39277 ve UNS S32760, tedarikçi A) %10 NaCl, 1000psi CO2 testinde korozyon veya çatlama göstermedi, ancak %3,3 NaCl, 1200psi CO2 testinde bir UNS numunesi S32760 yerel korozyon ve ardından çatlama gösterirken, diğer numune ve iki UNS S39277 numunesi korozyon veya çatlama göstermedi. SSRT testlerinde, UNS S39277 numunesi UNS S32760 numunesinden daha iyi performans gösterdi (arıza süresi oranları asitli ortam için havaya kıyasla sırasıyla 0.25 ve 0.13 elde edilmiştir). Bununla birlikte, her iki malzeme de ölçü bölümünde ikincil çatlama gösteren ve bu ciddi stresli testte SSC'ye açık şekilde duyarlı olan süperdupleks çeliklerin hiçbiri iyi performans göstermedi, nikel alaşımı N09925, SSRT'deki süper dupleks çeliklerden önemli ölçüde daha iyi performans gösterdi. testler (zaman / başarısızlık oranı 0.89, gösterge bölümünde ikincil çatlama olmadan, bu pratik olarak SSC'ye karşı bağışık olduğunu gösterir) ancak yine de havada teste kıyasla asitli ortamda süneklikte bir miktar azalma gösterdi.
 

Çukur Korozyon Performansı

İncelenen UNS S32760 çeliklerinden biri, H 2S kısmi basınçları MR0175 'deki sınır değerine eşit olan her iki test ortamında da çukurlaştırıldı. H 2S kısmi basınçları, testlerde de görülen UNS S32750 için sınırın ötesindeydi. Çukur korozyon testlerinde saldırıya uğrayan iki süperdupleks çelik grubundan (S32760, tedarikçi C ve S32750) biri (S32760, tedarikçi C) en iri tane boyutuna (ASTM 3), en yüksek ferrit içeriğine (%59), en düşük İncelenen tüm çeliklerin Mo içeriği ve en düşük PREN/PRENW değerleri (her ne kadar korozyona uğramayan bir çelik çok benzer Mo içeriğine sahip olsa da). S32760 tedarikçisi C çeliği ayrıca krom nitrür çökeltilerine sahipti, bu da Cr ve N'yi katı çözeltiden ayırma eğilimindeydi ve dolayısıyla oyuklaşma korozyon direncini azaltıyordu. Ancak sertliği (23.5HRC, 266HV10) ölçülen aralığın alt sınırına doğruydu. Korozyona uğrayan diğer çelik partisi (UNS S32750), ortak en düşük PRENW değerine sahipti, ancak orta PREN, tane boyutu (ASTM 4.5) ve ferrit içeriği (%43), nitrür yoktu ve incelenen çeliklerin en düşük sertliği (22HRC, 254HV10). Aynı zamanda, Mo içeriği incelenen çelikler arasında ikinci en yüksek olmasına rağmen, kasıtlı olarak Cu veya W ilavesi yapılmayan tek çelik partisiydi. Korozyona uğrayan iki çelik grubunun N içeriği, incelenen aralığın ortasındaydı. Korozyona uğrayan malzemeler ayrıca test edilen en büyük üç çaplı çubuktan ikisindendi (sırasıyla S32760, tedarikçi C ve S32750 kaliteleri için 100 mm ve 75 mm çap). Saldırıya uğramayan diğer büyük çaplı çubuk (175 mm), daha yüksek PREN ve PRENW'ye (sırasıyla 42.0 ve 43.3) ve %1.93Cu'ya sahipti. Korozyona uğramayan üç parti (S32760 A ve B ve S39277), bir dizi tane boyutuna (3,5 ila 6), ferrit içeriğine (%37-49) ve sertliğe (23,5-26HRC ve 265-278HV10), hayır nitrürler, 40.7-42.0 aralığında PREN, 41.6-43.3 ve 0.54-1.933 Cu aralığında PRENW. Bu, biri Cu olmadan test edilen tek malzeme olan en düşük PRENW'ye sahip iki malzemede meydana gelen çukurlaşma ile asitli ortamda çukurlaşma direnci üzerinde bileşimsel bir etkiyi gösterir. Kaba tane boyutu, yüksek ferrit içeriği ve ilişkili nitrür çökeltmesi (bir dereceye kadar bağlantılıdır) ile muhtemelen zararlı olan bir mikroyapısal etki de olabilir, ancak bunu kanıtlamak için yeterli veri olmamasına rağmen, iki partiden sadece biri olduğu için burada paslanan çelik bu özelliklere sahipti. Metaller arası faz çökeltmesinin de asitli ortamda çukurlaşma performansına zarar vermesi beklenir, ancak burada incelenen çeliklerin hiçbiri intermetalik fazlar içermiyordu.

Sülfür Gerilme Çatlama Performansı

C halkası testlerinde, tedarikçi A'dan alınan S32760, %3,3 NaCl test ortamında (ikinci malzemede çatlama bulunmadı) ve aynı ortamdaki SSRT testlerinde S39277'den daha kötü performans gösterdi, ancak her ikisi de SSC'ye duyarlılık gösterdi SSRT testlerinde. Bu, C-ring testine kıyasla SSRT testinin daha fazla ciddiyetini yansıtır. Ayrıca, S32760, tedarikçi A örneğinin SSC'ye karşı S39277 örneğinden daha fazla duyarlılığa sahip olduğunu gösterir. İlki daha ince tane boyutuna ve benzer ferrit içeriğine ve sertliğine sahip olduğundan, buradaki etkinin bileşimsel bir etki olduğu görülmektedir. S39277 çeliği için PREN ve PRENW değerleri, S32760 tedarikçisi A çeliğinden yaklaşık %4 daha yüksektir ve önceki kalite, ikinci kalitedeki %0,70'e kıyasla %1,93Cu'ya sahiptir. İki seri C halkası testinde yalnızca bir S32670 numunesinin, tedarikçi A'nın çukurlaşması ve çatlaması, malzemenin bu özel test ortamında sınırına yakın olduğunu göstermektedir. Bu numunenin %3.3 NaCl çözeltisinde başarısız olması ve %10 NaCl çözeltisinde hiçbir numunenin başarısız olmaması, klorür seviyesindeki bu artışın mevcut testlerde önemli olmadığını göstermektedir. Daha düşük klorür solüsyonunun daha yüksek bir CO2 kısmi basıncı ile ilişkili olduğu ancak iki solüsyonda hesaplanan pH'ın esasen aynı olduğu, yani 3.0'a çok yakın olduğu not edilebilir.

Sülfür Stres Çatlaması Test Yöntemleri

Kullanılan SSC test ortamı, 30 psi'lik H 2S kısmi basınçlarına sahipti, yani NACE MR0175'de belirtilen sınırların oldukça üzerinde, ancak kullanılan klorür seviyeleri ve test edilen malzemelerin sertlikleri MR0175 sınırlarının altındaydı. C-ring testleri, servis geriliminin bir C-ring numunesi tarafından uygun şekilde yeniden üretilmesi, yani yer değiştirme kontrollü ve %0,2 uzama geriliminden daha yüksek olmaması koşuluyla, 30psi'ye kadar H 2S kısmi basınçlarında süper dupleks paslanmaz çeliklerin kullanılabileceğini göstermiştir. , yani malzeme durumunun veya diğer çevresel faktörlerin (klorür konsantrasyonu, sıcaklık veya pH gibi) yeterince uygun olması ve MR0175 sınırları dahilinde olması şartıyla MR0175 H 2S sınırlarının aşılması. H 2S'nin bu kadar yüksek kısmi basınçları söz konusu olduğunda hizmete uygunluğu göstermek için uygun testler gereklidir. Numunelerin herhangi bir kaynak içermediğine ve uygulamada mevcutsa, mikro yapıyı, sertliği ve bileşimi yerel olarak değiştirdikleri için kaynakların test edilmesi gerektiğine dikkat edilmelidir. Hizmete hak kazanmak için test yapılırken göz önünde bulundurulması gereken diğer bir husus, mikro yapının yönlülüğüne göre gerilimin yönüdür. Çatlakların mikroyapısal hizalamaya dik olarak ilerlemeye çalıştıklarında engelleneceğini varsayarsak, burada gerçekleştirilen C-ring testlerinin, örneğin uzunlamasına numuneler üzerinde gerçekleştirilen eğilme testlerinden veya çekme testlerinden daha zahmetli olabileceği not edilebilir. Önceki durumda mikro yapıya göre stresin daha az elverişli yönelimi. Burada yapılan C-ring ve SSRT testlerinde uygulanan gerilimin mikroyapısal hizalamaya göre yönü farklıydı ancak uygulanan gerilimlerin farklı büyüklükleri ve SSRT'nin farklı olması nedeniyle bunun etkisinin ne olduğunu belirlemek mümkün değildi. C halkası testi statik iken test dinamiktir.

Ferritik-östenitik çelikler, %0,2'lik dayanma geriliminin altında başlayan bir gerilim aralığı boyunca düşük sıcaklık sürünmesine maruz kalır ve bu, EFC'de kabul edildiği gibi, bir C halkası testinde, uygulanan ilk gerilimin altında bir seviyeye gerilim gevşemesi verme eğiliminde olacaktır.  Bir ölü ağırlık, sabit yük testinde, gerilme gevşemesi meydana gelmez, ancak dinamik gerilme meydana gelir ve pasif yüzey filmi sürekli olarak bozulacağından çatlama ve korozyonu teşvik etme eğiliminde olacaktır. Bir C-halkası testinin ilk bölümünde bir miktar dinamik gerilme meydana gelecektir, ancak bu, stres rahatladıkça oldukça hızlı bir şekilde azalma eğiliminde olacaktır. -1100mV SCE'de katodik koruma altında süperdupleks paslanmaz çeliklerin testi, sabit yük ve sabit sapma testlerinin sonuçları arasında çok önemli bir fark olduğunu göstermiştir. Sabit yük altında, %0,2 uzama geriliminin %100'ünde birkaç on saat içinde arıza meydana gelebilirken, sabit sapma testlerindeki arıza, yüzde birkaç plastik gerinim ve yaklaşık 30 günlük bir süre gerektirdi. Asit hizmet için sabit yük ve sabit sapma SSC testleri arasındaki fark tam olarak araştırılmamıştır, ancak hizmette karşılaşılması muhtemel yükleme modu tanınmalı ve mümkün olduğunca SSC testlerinde yeniden oluşturulmalıdır. Servisin sabit yük koşullarını içerdiği veya servis yükleme modu hakkında herhangi bir şüphenin olduğu durumlarda, sabit yük testleri önerilir. Bu, burada olduğu gibi, sınırlayıcı koşullara yaklaşılan ağır koşullar altında malzemeyi hizmet için nitelendirmeye çalışırken özellikle önemli olacaktır. SSRT testleri, incelenen süper dupleks çeliklerin C-ring test ortamlarında SSC'ye karşı bağışık olmadığını ve bu nedenle muhtemelen C-ringlerin, SSC başlatma eşiğinin altında bir gerilimde oldukları için çatlamadığını göstermiştir. 

SSRT, uygulanan yüksek gerilimler ve SSC için fırsatı en üst düzeye çıkarmak için kontrol edilen dinamik bir gerinim oranı seçimi nedeniyle en şiddetli SSC test yöntemidir. Test süresi 24 saat gibi kısadır, bu da onu statik yüklü testlere kıyasla son derece hızlı kılar. Yüksek stres ve kritik gerinim oranı pratik hizmet için önemli değildir, ancak testin hızı onu çekici kılmaktadır. Bununla birlikte, özellikle asitli ortamlardaki süper dupleks çelikler gibi test ortamında SSC'ye karşı tamamen bağışıklığı olmayan malzemeler için, bu tür testler kalifikasyon amacıyla kullanılacaksa, güvenilir bir geçti-kaldı kriteri gereklidir. Bazı yazarlar, materyalin SSC'ye pratik olarak bağışık veya hafif derecede duyarlı olarak kabul edilmesi için, bir SSRT testinde oldukça yüksek bir süneklik seviyesinin (inert atmosfer değerinin >%65'i) muhafaza edilmesi gerektiğini tartışırken, diğer yazarlar [4] en az %13 Cr çelikler için, malzemelerin bir SSRT testinde %50 süneklik kaybı gösteriyorsa kabul edilebilir olduğunu ve bir SSRT testinde %65 süneklik kaybı gösterseler bile hizmete uygun olabileceğini savundu. Böyle kanıtlanmış bir başarılı-kaldı kriterinin yokluğunda, SSRT testi tek başına, çevre sınırlarına yakın olması muhtemel malzemeleri nitelendirmek veya sınırlayıcı hizmet koşullarını belirlemek için kullanılamaz, ancak bu tür malzemeleri tanımlamak için kullanılabilirler. çevrelerine karşı oldukça dirençli/bağışıktır, örn. ortamdaki süneklik, inert bir atmosferde ölçülenin >%90'ı ise ve çatlama kanıtı yoksa.

Çevresel Faktörler

NACE MR0175, süper dupleks çelikte SSC'den kaçınmak için H 2S kısmi basıncının muhafazakar limitlerini ve ayrıca klorür iyonları, pH ve sıcaklık ile ilgili bazı sınırlamaları verir. Bununla birlikte, pH'daki oldukça küçük kaymalar ve klorür iyonu içeriğindeki azalmalar, belirli bir H2S kısmi basıncı için SSC direncini önemli ölçüde iyileştirebilir. Petrol ve gaz endüstrisindeki uygulamada, düşük pH'ın genellikle düşük klorür seviyeleri ile ilişkili olması ve bunun tersi de önemlidir. Bu nedenle, NACE MR0175 için malzemeleri nitelendirmek için kullanılanlar gibi yüksek klorür seviyesindeki ve düşük pH'daki testler, çoğu pratik uygulama için gerçekçi olmayacak şekilde muhafazakar olabilir.

Bikarbonat iyonlarının varlığı, bikarbonat içermeyen yoğunlaştırılmış suya kıyasla CO2 ve H2S ile üretilen sıvıların pH'ında bir artış sağlar. 10 meq/l'lik bir miktar pH'ı yaklaşık 1 birim artıracaktır. Oldukça düşük seviyelerde bikarbonat iyonlarının varlığı ve buna bağlı pH artışı, dubleks ve süper dubleks paslanmaz çeliğin SSC eğilimini azaltacaktır. Önceki çalışma, pH değeri 2,5'ten 3,9'a yükseltildiğinde, H 2S'nin tolere edilebilir kısmi basıncının birden fazla büyüklük mertebesinde arttığını göstermiştir. Yüksek klorürlü sularda pratikte bikarbonat iyonlarının varlığı ve pozitif etkisi Barteri ve diğerleri ve Francis ve diğerleri tarafından da rapor edilmiştir. 

Burada incelenen dar aralıkta hiçbir etki bulunmamakla birlikte, CRA'ların performansı ayrıca proses sıvısındaki klorür konsantrasyonundan da özellikle etkilenir çünkü klorür iyonu bir öncü olan çukurlaşma işleminde özellikle aktiftir. SSC'ye. Belirli bir derecedeki sınırlayıcı H2S kısmi basıncı, klorür konsantrasyonu azaldıkça artabilir. Bununla birlikte, literatürde mevcut olan başarılı/başarısız verilerinin geniş dağılımı, bireysel faktörler için mutlak limitlerin belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Gerçek akma dayanımının %100'üne kadar gerilmiş C-halkaları kullanılarak yapılan test, klorür içeriğinin on faktör azalmasının H 2S sınırını da yaklaşık 10 kat artırdığını göstermiştir.

Ayrıca, çatlamaya karşı en az direnç için sıcaklığın alaşım grubuna göre değiştiği kabul edilmiştir. Dubleks ve süper dubleks paslanmaz çelikler için kritik sıcaklığın genellikle burada test için kullanılan aralığı kapsayan 70 ila 110°C aralığında olduğu bulunur. Daha yüksek veya daha düşük sıcaklıklarda, H2S kısmi basınç sınırlarının daha yüksek olması beklenir, ancak klorür stres korozyon çatlama mekanizmasının daha yüksek sıcaklıklarda sınırlayıcı hale gelebileceği kabul edilmelidir.
 

Çözeltide tavlanmış süper dupleks malzeme üzerinde 30psi H 2S ile yapılan laboratuvar testleri, nominal olarak %0,2 uzama geriliminin %100'ünde sabit sapma için, bazı süper dupleks çeliklerin, şu anda NACE tarafından izin verilenden daha yüksek kısmi H2S basınçlarında sülfür stres çatlamasına karşı dirençli olabileceğini göstermiştir. MR0175 , diğer çevresel veya maddi koşullar uygunsa. Bununla birlikte, ekşi test ortamına direnç, test edilen çelik yığınları ile uygun MR0175 sınırına eşit H 2S kısmi basıncına sahip bir ortamda oyulmuş bir grup arasında önemli ölçüde farklılık göstermiştir. Sonuç olarak, EFC 17'de tavsiye edildiği gibi test, bir veya daha fazla değişkenin NACE MR0175 limitlerini karşıladığı veya aştığı durumlarda malzemeleri ekşi hizmet için nitelendirmek için uygundur.

Belirli bir UNS bileşim aralığında veya farklı UNS bileşim aralıklarından farklı süper dupleks paslanmaz çelik yığınları, oyuklaşma ve sülfür stresle çatlama ortamlarına karşı belirgin şekilde farklı direnç gösterebilir. Test edilen en büyük çaplı UNS S32760 barda bulunan yüksek ferrit içeriğine ve nitrür çökeltilerine sahip kaba tane yapısı zararlı olabilirken, özellikle daha yüksek PREN/PRENW değerleri faydalıdır. Test edilen solüsyonla işlenmiş malzemeler için 22-26HRC aralığında sertlik etkisi bulunmadı.

Süper dupleks çeliklerin dirençli olduğu tek bir maksimum kısmi hidrojen sülfür basıncı tanımlamak mümkün değildir. Ekşi ortamda oyuklanma ve SSC performansını etkileyebilecek faktörler şunları içerir: (i) spesifikasyon limitleri dahilinde birincil alaşım elementlerinin oldukça küçük varyasyon seviyeleri (yani, PREN/PRENW ifadelerinde tanımlandığı gibi Cr, Mo, N ve W ve muhtemelen Cu), ( ii) mikro yapı (örneğin, sertlik ve soğuk işleme ek olarak tane boyutu, faz dengesi ve krom nitrürlerin veya intermetaliklerin varlığı), (iii) hizmet ortamının diğer ayrıntıları, özellikle pH, Cl - ve sıcaklık ve (iv) tip (örneğin yük veya yer değiştirme kontrolü).

%0,2 uzama geriliminin %100'ünde yapılan C-ring testleri, iki süper dupleks çelik üzerindeki SSRT testlerinde süneklikte ≥ %75'lik bir azalmaya yol açan bir ortamda çatlama olmadığını gösterdi. Yavaş gerinim hızı testi, süper dupleks çeliklerin ekşi hizmetteki performansını değerlendirmek için çok ciddi bir testtir. Hizmet için kalifikasyon için kullanılacaksa, güvenilir bir geçti/kaldı kriteri gereklidir. Sabit yük koşullarında hizmet için, kalifikasyon amacıyla ölü ağırlık sabit yük çekme testleri önerilir.