Что такое испытание на коррозию под напряжением SSC против сероводорода?

Сульфидное растрескивание под напряжением (SSC) является одной из форм водородного охрупчивания и представляет собой катодный механизм растрескивания. Его не следует путать с коррозионным растрескиванием под напряжением, которое является анодным механизмом растрескивания. Чувствительные сплавы, особенно стали, реагируют с сероводородом (H2S), образуя сульфиды металлов (MeS) и атомарный водород (H-) в качестве побочных продуктов коррозии. Атомарный водород либо соединяется на поверхности металла с образованием H2, либо диффундирует в металлическую матрицу. Поскольку сера является ядом для рекомбинации водорода, количество атомарного водорода, который рекомбинирует на поверхности с образованием H2, значительно уменьшается, тем самым увеличивая количество атомарного водорода, который диффундирует в металлическую матрицу. Именно это делает влажную среду H2S такой суровой.

Поскольку SSC является формой водородного охрупчивания, наиболее вероятно растрескивание при температуре окружающей среды или немного ниже. Сульфидное растрескивание под напряжением имеет особое значение в газовой и нефтяной промышленности, где перерабатываемые материалы (природный газ и сырая нефть) обычно содержат значительное количество сероводорода. Оборудование, находящееся в контакте с H2S-средой, может быть оценено в соответствии с NACE MR0175/ISO15156 для сред добычи нефти и газа или NACE MR0103 для сред переработки нефти и газа.

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.

Другой метод заключается в прогибе серии прямоугольных образцов путем приложения различных изгибающих напряжений с помощью специального инструмента, например, четырехточечного изгибающего устройства. На основе данных испытаний нескольких образцов при различных прогибах рассчитывается критический пороговый коэффициент напряжения (Sc). Образцы погружались в кислотный раствор на 720 часов, затем извлекались, очищались и осматривались на наличие трещин.