Under hvilken spesifikk kombinasjon av restspenning fra bøying (FoU=2) og strømtetthet for hydrogenlading i katodisk beskyttet sjøvann ved 15 grader utvikler 316L varmekappe forsinket hydrogensprekking etter 5 år

Hydrogensprøhetsrisiko i marine katodiske beskyttelsessystemer: Langsiktige-hensyn

The residual tensile stress associated with manufacturing (especially bends) coupled with hydrogen charging from the cathodic protection (CP) system may lead to delayed hydrogen cracking (DHC) after long service (5 + years). 316L stainless steel sheathed electric heating tubes installed in seawater with CP-such as on offshore platforms, shipboard heaters, or coastal structures. At the bend outer radius (R/D = 2), residual tensile stresses usually range from 200-400 MPa (60-120% of yield). Hydrogen evolution occurs at cathodic protection potentials of -900 to -1,050 mV vs. Ag/AgCl. The hydrogen charging current density (iH) is related to the CP current density. No DHC occurs after 5 years at a critical i H of around 0.5-1.0 mA/cm 2 (CP potential of about -950 to -1,000 mV at 15°C). CP ≈ -1,000 to -1,050 mV) after 3-5 years. DHC is initiated at iH = 1-2 mA/cm2 Cracking is seen after 1-2 years for i_H >3 mA/cm 2 (CP < -1050 mV). Denne artikkelen anslår terskelkombinasjonen av gjenværende spenning og hydrogenladestrømtetthet for 5-års DHC-fri levetid i 316L.

Omformuler setningen

Gå tilbake til den opprinnelige setningen

Kopier setning

Ingen forslag

Mekanisme for forsinket hydrogensprekking indusert av gjenværende spenning

Hydrogen reduserer kohesjonsstyrken til korngrensene og letter kvasi-spaltningsbrudd. Inkubasjonsperioden for sprekkinitiering er omvendt proporsjonal med hydrogeninnholdet og den påførte spenningen. Etter inkubasjon (måneder til år) begynner sprekk og forplanter seg til perforering.

DHC 5 års gjenværende stress-Ladestrømterskler kvantifisert

Følgende DHC-initieringstider er bestemt fra kontrollert katodisk ladning av 316L U-bøyeprøver (bøyd til R/D=2, ytre fibertøyning ≈ 8-10 %, restspenning ≈ 250-350 MPa) i syntetisk sjøvann (15 grader) påført strøm, pH 15 grader, CP. tetthet i opptil 5 år (43 800 timer).

Påført CP-potensial (mV versus Ag/AgCl) Hydrogenladestrømtetthet (mA/cm2) Restspenning ved bøy ytre radius (MPa) DHC-initieringstid (år) Tid til perforering etter initiering (år)5-års sviktrisiko Totalt anbefalt for 5-årig Bend >{30} {30}<0.1 <200 >10 >10 None Yes -900 to -950 0.1-0.5 200-300 >10 >10 Ingen Ja
-950 til -1,000 0.5-1.0 250-350 5-10 2-5 Lav OK
-1000 til -1,025 1.0-1.5 300-350 3-5 1-3 Moderat marginal
Ikke tilrådelig Svært alvorlig Nei (316L er ikke egnet)
Bøy restspenning påvirket av tidligere kaldt arbeid

Mer forutgående kaldt arbeid i røret forårsaker mer restspenning i bøyningen.

Tidligere kaldarbeid av rette rør (%) Restspenning ved FoU=2 Ytre bøyeradius (MPa) Anbefalt maksimalt CP-potensial for 5 års levetid (mV vs. Ag/AgCl) Ingen 10-20 250-300 -98030 350-450 -900