ما هو اختبار تآكل الإجهاد SSC ضد كبريتيد الهيدروجين؟

التكسير الإجهادي الكبريتيدي (SSC) هو شكل من أشكال التقصف الهيدروجيني وهو آلية تكسير كاثودي، ولا ينبغي الخلط بينه وبين التكسير الإجهادي التآكلي، وهو آلية تكسير أنودي، وتتفاعل السبائك الحساسة، وخاصة الفولاذ، مع كبريتيد الهيدروجين (H2S) لتكوين كبريتيدات معدنية (MeS) والهيدروجين الذري (H-) كمنتجات ثانوية للتآكل. يتحد الهيدروجين الذري إما على سطح المعدن لتكوين H2 أو ينتشر في المصفوفة المعدنية. وبما أن الكبريت هو سم إعادة اتحاد الهيدروجين، فإن كمية الهيدروجين الذري الذي يتحد على السطح لتكوين H2 تقل بشكل كبير، وبالتالي تزيد كمية الهيدروجين الذري الذي ينتشر في المصفوفة المعدنية. وهذا ما يجعل بيئة H2S الرطبة قاسية للغاية.

بما أن التشقق الإجهادي الكبريتي الإجهادي هو شكل من أشكال التقصف الهيدروجيني، فمن المرجح أن يتشقق عند درجة الحرارة المحيطة أو أقل قليلاً. التشقق الإجهادي الكبريتيدي له أهمية خاصة في صناعة الغاز والنفط، حيث تحتوي المواد المعالجة (الغاز الطبيعي والنفط الخام) عادةً على كميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين. يمكن تقييم المعدات التي تتلامس مع بيئات H2S وفقاً لمعيار NACE MR0175/ISO15156 لبيئات إنتاج النفط والغاز أو NACE MR0103 لبيئات تكرير النفط والغاز.

NACE MR0103/ISO17945 for oil and gas refining environments for sour service ratings. “High Temperature Hydrogen Attack” (HTHA) does not rely on atomic hydrogen. At high temperatures and high hydrogen partial pressures, hydrogen can diffuse into carbon steel alloys. In susceptible alloys, hydrogen combines with carbon in the alloy to form methane. Methane molecules create a pressure buildup in the metal lattice voids, causing the metal to become brittle or even crack.

The SSC test standard describes a number of different procedures to simulate and evaluate a material’s response to the combination of mechanical strength and corrosion attack. Various H2S solutions and chloride content solutions can be used to simulate acidic environments.One test method specifies a procedure for loading a tensile test specimen in a container containing a corrosive solution at a specific stress level. The “stress ring” is a practical and precise instrument for evaluating resistance to SSC.

هناك طريقة أخرى تتمثل في انحراف سلسلة من العينات المستطيلة عن طريق تطبيق إجهادات انحناء مختلفة بواسطة أداة محددة، مثل أداة الانحناء رباعية النقاط. بناءً على بيانات الاختبار لعدة عينات عند انحرافات مختلفة، تم حساب عامل إجهاد العتبة الحرجة (Sc). تم غمر العينات في محلول حمضي لمدة 720 ساعة، ثم تم إزالتها وتنظيفها وفحصها بحثًا عن وجود تشققات.