Onder welke specifieke combinatie van restspanning door buiging (R/D=2) en waterstoflaadstroomdichtheid in kathodisch beschermd zeewater van 15 graden ontwikkelt de 316L verwarmingsmantel na 5 jaar vertraagde waterstofscheuring?

Risico op waterstofverbrossing in kathodische beschermingssystemen op zee: overwegingen op de lange- termijn

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 < -1.050 mV). Dit artikel schat de drempelcombinatie van restspanning en waterstoflaadstroomdichtheid voor een DHC-vrije levensduur van 5 jaar in 316L.

Herformuleer de zin

Keer terug naar de oorspronkelijke zin

Kopieer zin

Geen suggesties

Mechanisme van vertraagd waterstofscheuren veroorzaakt door restspanning

Waterstof vermindert de cohesiesterkte van korrelgrenzen en vergemakkelijkt quasi-splijtbreuk. De incubatieperiode voor scheurinitiatie is omgekeerd evenredig met het waterstofgehalte en met de uitgeoefende spanning. Na incubatie (maanden tot jaren) begint de scheur en plant zich voort tot perforatie.

DHC 5 jaar restspanning-Laadstroomdrempels gekwantificeerd

De volgende DHC-initiatietijden zijn bepaald op basis van gecontroleerde kathodische oplading van 316L U--bochtmonsters (gebogen tot R/D=2, buitenste vezelspanning ≈ 8-10%, restspanning ≈ 250-350 MPa) in synthetisch zeewater (15 graden, pH 8,0, ontlucht) met variërende toegepaste CP-stroomdichtheid gedurende maximaal 5 jaar (43.800 uur).

Toegepast CP-potentieel (mV versus Ag/AgCl) Waterstoflaadstroomdichtheid (mA/cm2) Residuele spanning bij de buitenradius van de buiging (MPa) DHC-initiatietijd (jaren) Tijd tot perforatie na inleiding (jaren) Risico op falen over 5 jaar Totaal aanbevolen voor 5 jaar dienst met R/D=2 Bocht > -900<0.1 <200 >10 >10 None Yes -900 to -950 0.1-0.5 200-300 >10 >10 Geen Ja
-950 tot -1,000 0.5-1.0 250-350 5-10 2-5 Laag OK
-1.000 tot -1,025 1.0-1.5 300-350 3-5 1-3 Matig Marginaal
Niet aan te raden Zeer ernstig Nee (316L is niet geschikt)
Buig restspanning die is beïnvloed door eerder koud werk

Meer voorafgaand koudwerk in de buis veroorzaakt meer restspanning bij het buigen.

Voorafgaand koud werk van rechte buizen (%) Restspanning bij R/D=2 Buitenradius buiging (MPa) Aanbevolen maximale CP-potentieel voor een levensduur van 5 jaar (mV vs. Ag/AgCl) Geen 10-20 250-300 -98030 350-450 -900