При каком конкретном сочетании остаточного напряжения от изгиба (R/D=2) и плотности зарядного тока водорода в катодно защищенной морской воде при температуре 15 градусов происходит замедленное водородное растрескивание оболочки нагревателя из 316L через 5 лет?

Риск водородного охрупчивания в морских системах катодной защиты: долгосрочные-соображения

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 мА/см 2 (CP < -1050 мВ). В данной статье оценивается пороговая комбинация остаточного напряжения и плотности тока зарядки водородом для 5-летнего срока службы без DHC в 316L.

Перефразировать предложение

Вернуться к исходному предложению

Скопировать предложение

Нет предложений

Механизм замедленного водородного растрескивания, вызванного остаточным напряжением

Водород снижает когезионную прочность границ зерен и облегчает квази-раскол. Инкубационный период зарождения трещины обратно пропорционален содержанию водорода и приложенному напряжению. После инкубационного периода (от месяцев до лет) появляются трещины, которые распространяются на перфорацию.

Остаточное напряжение DHC в течение 5 лет-Количественное определение пороговых значений зарядного тока

Следующие времена инициирования DHC были определены в результате контролируемой катодной зарядки образцов 316L U- с изгибом (изогнутых до R/D=2, деформация внешнего волокна ≈ 8–10 %, остаточное напряжение ≈ 250–350 МПа) в синтетической морской воде (15 градусов, pH 8,0, деаэрированная) с различной плотностью приложенного тока CP на срок до 5 лет (43 800 часы).

Приложенный CP-потенциал (мВ по сравнению с Ag/AgCl) Водород Плотность зарядного тока (мА/см2) Остаточное напряжение при изгибе Внешний радиус (МПа) Время инициирования DHC (лет) Время до перфорации после инициирования (лет) Общий риск отказа за 5 лет Рекомендуется для 5-летнего обслуживания с НИОКР=2 Изгиб > -900<0.1 <200 >10 >10 None Yes -900 to -950 0.1-0.5 200-300 >10 >10 Нет Да
от -950 до -1,000 0.5-1.0 250-350 5-10 2-5 Низкий ОК
от -1000 до -1,025 1.0-1.5 300-350 3-5 1-3 умеренный предел
Нежелательно Очень серьезно Нет (316L не подходит)
Остаточное напряжение изгиба, вызванное предыдущей холодной обработкой

Более предварительная холодная обработка труб приводит к увеличению остаточных напряжений при изгибе.

Предыдущая холодная работа прямой трубы (%) Остаточное напряжение при НИОКР=2 Внешний радиус изгиба (МПа) Рекомендуемый максимальный потенциал CP для 5-летнего срока службы (мВ по сравнению с Ag/AgCl) Нет 10-20 250-300 -98030 350-450 -900