酸性设备中的断裂力学:对send和SENB试样的特性试验

目前，对于如何在酸性环境下建立管道的断裂韧性还没有明确的指导方针。我们的专家,Rodolfo Amoriello已经开展了研究，以更好地理解发送测试技术如何影响酸性环境下的断裂韧性。

对测试的要求越来越高断裂韧性在管道,特别是在酸环境中。酸性液体和气体的存在会导致管道恶化，其影响可能从细小的针孔泄漏到灾难性的故障。

介绍

已知，单边缘缺口张力(送)试样通常比紧致张力(CT)或单边缘缺口弯曲(SENB)给出更少的保守参数工程关键评估(ECA)和适合服务(FFS)用于含缺陷管道弯曲分析时的计算。

一般来说，对于碳钢来说，H2S浓度的增加导致断裂韧性下降的主要原因是氢的脆化作用。

因此，考虑H2S效应时，最大容许裂纹尺寸(ECA计算预测)较小。对于FFS，这意味着对于相同的缺陷大小，失败评估图上的初始定位更接近(甚至在)关键区域。在酸性环境中执行发送测试，有望为ECA/FFS分析提供更接近真实材料行为的数据，平衡使用更严格腐蚀环境条件下样本几何特征的不太保守的参数。

设计并测试了一些特性测试，以比较送出和SENB样品在空气中的J-R曲线和酸性环境下的J-R曲线。本文对发送的测试结果进行了讨论。

测试设置

乐动娱乐官网执行测试前的材料选择、安装程序和样品制备必须保证在所有测试阶段没有任何污染和持续存在H2S气泡;从预加载到断裂力学试验结束。不对称容器的设计，以保证正确的溶液浓度根据标准或客户的规格。由于测试是在H2S鼓泡的情况下进行的，因此要特别注意确保正确的健康和安全条件以及对操作人员和测量仪器的保护。

在进行断裂力学试验前，试样在预先选择的荷载作用下，使用特殊加载框架进行H2S预充，可施加高达250kN的恒定荷载。加载稳定性监测整个预充药时间的裂缝稳定性。当裂纹扩展和试样分析时停止试验。为将来的调查和检查保存数据日志。裂缝监测是利用直流电位降(DCPD)系统在所有预充电帧之间进行顺序和循环的电子切换。DCPD电子放大器、滤波器、占空比和采样频率在整个测量周期内都具有很高的精度。该软件是为了控制DCPD系统而开发的，该系统允许在测试期间实时估计裂纹扩展。预充期一般为1周。

试样从预装料架上取出，并使用一台车移动到断裂力学试验架上，该台车的设计是为了保证H2S的持续存在和试验装置的安全操作。

然后使用DCPD系统在非常低的速度下进行断裂力学测试，最小速度为3.16 10 -3 M√M。SENB样品的最小速度为5 10-3M√m /s。溶液温度在240C±20C范围内。

整个测试持续时间通常在8到12小时之间。

试验装置特性

为了保证数据的准确性，在试验装置上进行了多次试验进行比较。下面的图表中报告了一些使用以下测试条件的例子:

-测试溶液:NACE测试sol. B, H2S, 0.2 bar分压(30%)与N平衡，最大O2 < 10 ppb

-预加载:1wk @ 150MPa

- f.m.速度:0.1√(仅WM);0.4√、4.0√[HAZ(热影响区)和WM(焊缝金属)]

测试结果

送检样品X65, BxB 36 mm，表面缺口NQ，从帽侧，HAZ和WM的测试结果如图J-R曲线所示。对每个样品使用相同的焊接团队，使用相同的设备，在相同的材料批次上进行焊接。每个系列的实验点代表10个样品数据的平均值和标准差。另外10个样品在空气中进行了WM测试以作比较。

酸性环境和不同测试速度的共同作用是明显的:测试速度越高，数据越接近“空中”曲线。

与预加载和酸性条件下的试验相关的影响是:

-使“空气中”曲线数据的离散度增加至少两倍，

——对所有样品在酸条件下“J曲线几乎是0在传播的第一部分(Δ从0到≈0.1毫米)。

在发送大样品的情况下，如那些被测试的，残余应力的影响变得相关的样品，在相对高的负荷下预先装药一周。在早期的预鉴定阶段，仅在预加载几天后就观察到自发性裂纹扩展，@150MPa。随后的残余应力测量强调了样品制备的加工和0.4%的预应变只降低了它们的值。

结论

在酸性条件下(H2S)进行了预充液期后的断裂力学试验，得到了更接近实际材料行为的应用结果。

专门的测试程序和仪器已设计和特征，以保证可靠的结果，可用于FFS / ECA。

实验数据表明酸性条件对预加载和断裂力学均有显著影响。不同的测试速度对H2S存在时j曲线的测定有显著影响。

关于断裂韧性、断裂力学测试的更多信息，请与Rodolfo Amoriello联系今天联系我们。