Sulfidespanningskraken is een vorm van waterstofverbrossing. Het komt voor in pijpleidingen van laag-gelegeerd staal, hoog-staal, lasverbindingen en hitte-getroffen zones die worden blootgesteld aan trekspanning in zure omgevingen en bij temperaturen onder 82 graden, afhankelijk van de samenstelling van het staal, de microstructuur, sterkte, restspanning en externe spanning.
Dompel stalen plaatmonsters onder in een zure waterige oplossing die H₂S bevat en verkrijg prestatiegegevens over de sulfidespanningsscheurweerstand door geschikte incrementele belastingen toe te passen. Volgens de NACE TM0177-2016-norm zijn de specifieke vereisten als volgt: Neem een set monsters van gesmede staalplaten met de hoogste σb of Hb, voer de sulfide-spanningsscheurweerstandstest uit en een spanning σTh groter dan of gelijk aan 247 MPa wordt als gekwalificeerd beschouwd. Neem één set monsters van elke lasverbindingsmonsters van klasse A, B en D voor de sulfide-spanningsscheurtest, en een spanning σTh groter dan of gelijk aan 247 MPa wordt gekwalificeerd.
Waterstof-geïnduceerd kraken is een interne scheur met stapsgewijze kenmerken, gevormd door de onderlinge verbinding van parallelle scheuren in de waterstoflaag, zonder duidelijke interactie met externe spanning of restspanning. Op de plek waar de blaarvorming optreedt, intensiveert de spanning die wordt gegenereerd door de accumulatie van waterstof binnenin de waterstof-geïnduceerde scheurvorming. HIC hangt nauw samen met de zuiverheid van staal, productiemethoden, de aanwezigheid van onzuiverheden en hun vormen.
HIC komt voor in dunne, heterogene sulfide- of oxide-insluitingen parallel aan de rolrichting van de staalplaat. Deze insluitsels vormen kiemplaatsen voor microwaterstofbellen, die uiteindelijk samengroeien door stapsgewijze breuken. Omdat HIC spanningsonafhankelijk is- en niet voorkomt in geharde constructies, heeft de warmtebehandeling na- het lassen weinig betekenis. Weerstand tegen door waterstof-geïnduceerd kraken kan alleen worden bereikt door het beperken van sporenzwavelelementen en het beheersen van de variabelen bij de staalproductie.
SSC- en HIC-tests zijn gebaseerd op de internationale NACE-testnormen, aanbevolen door de American Society of Corrosion Engineers. De SSC-test maakt voornamelijk gebruik van constante-belastingscorrosietests en drie-buigtests, voornamelijk in overeenstemming met de NACE TM0177-norm; de HIC-test volgt hoofdzakelijk de NACE TM0284-standaard. Voor materialen die worden gebruikt bij het ontwerp en de vervaardiging van elastische ontwerpnormen kunnen materialen worden geselecteerd die voldoen aan de normen ISO 15156-2, ISO 15156-3 of NACE MR0175. Deze normen specificeren omgevingsomstandigheden om spanningscorrosie te voorkomen. Er mogen alleen materialen worden gebruikt die aan deze limieten voldoen.
Voorwaarden voor vrijstelling van koolstofstaal, laag{0}}gelegeerd staal en gietijzer van SSC- en HIC-tests
Materialen worden geleverd onder de volgende omstandigheden: Heet-gewalst/gegloeid/genormaliseerd/genormaliseerd + getemperd/austenitiseerd, afgeschrikt + getemperd/austenitiseerd, afgeschrikt + getemperd
Materiaalhardheid Minder dan of gelijk aan 22HRC, nikkelgehalte<1.0%;S ≤0.003%, P ≤0.010%;The hardness of welds and heat-affected zones shall not exceed 22HRC.
Materiaalvloeigrens<355MPa, tensile strength <630MPa
Koolstofequivalentlimieten:Laag-koolstofstaal en koolstof-mangaanstaal: Ce Kleiner dan of gelijk aan 0,43 (Ce=C + Mn/6)Laag-gelegeerd staal: Ce Kleiner dan of gelijk aan 0,45 (Ce=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15)
Voorwaarden voor vrijstelling van roestvrij staal van SSC- en HIC-tests
Grenzen aan de chemische samenstelling
321 roestvrij staal met een hoger koolstofgehalte mag andere elementen toevoegen binnen het overeenkomstige technische bereik.
Er moet een oplossingsgloeiend blussen of gloeiverwarmingsstabilisatie-warmtebehandelingsproces worden toegepast;
Koud bewerken ter verbetering van de mechanische eigenschappen is niet toegestaan;
De hardheid van grondstoffen, lassen en door hitte-getroffen zones mag niet hoger zijn dan 22HRC.
