Cracking simulation for strained linepipes exposed to different heavy corrosion and pulsating load

• Published in: Steel Research 2002-05, Vol.73 (5), p.206-209
• Main Authors: Evertz, Thomas, Flaxa, Volker
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Corrosion; Corrosion tests; Exact sciences and technology; Metals. Metallurgy
• ISSN: 0177-4832; 1869-344X
• DOI: 10.1002/srin.200200197

Susceptibility of steel to cracking ‐either by contact with gas in wet H2S environments or near neutral solutions‐ is a dominant factor for residual life of gas‐line pipes. Three different phenomena are concerned with cracking, namely hydrogen induced cracking (HIC), sulphide stress cracking (SSC) and stress orientated hydrogen induced cracking (SOHIC). Whereas laboratory test methods for HIC are established the situation is different in combination with stress. If the coating is damaged and a near neutral liquid medium is penetrating the pipe surface a strain induced crack might occur. This type of corrosion is named near neutral SCC (NNSCC). A qualified test method with simulated cyclic loading conditions was not available. A test stand including pulsating tension on a high level qualified for high strength steels, wet environments with pH‐values between 2.7 (sour gas) and 8,3 (synthetic seawater) and bubbling several gases such as H2S, CO2 or N2 through the test solution with controlled room temperature was developed. The test‐method enables to qualify steels and pipes for line pipes in tests of short duration compared to lifecycles of line pipes. Bruchsimulation für Rohrleitungen, die verschiedenen korrosiven und schwellenden Beanspruchungen ausgesetzt sind. Die Neigung von Stahl zur korrosionsbedingten Rißbildung‐ entweder durch Kontakt mit nassen H2S beladenen Medien oder mit pH‐neutralen Lösungen‐ ist ein dominanter Faktor für die Lebensdauer von Gasleitungen. Drei unterschiedliche Mechanismen werden für die Rißbildung verantwortlich gemacht ‐ die wasserstoffinduzierte (HIC), die spannungsorientierte, wasserstoffinduzierte (SOHIC) und die sulfidische Spannungsrißbildung (SSC). Von örtlichen Beschädigungen der am Rohr außen aufgebrachten Schutzschicht geht die Gefahr einer Rißbildung aus, wenn pH‐neutrale Wässer bis an die unter mechanischer Spannung stehende Außenwand des Rohrkörpers dringen kann (NNSCC). Eine geeignete Prüfmethode zur Simulation der Spannungsrißkorrosion unter schwellender Beanspruchung von Zugproben in einer gasdurchströmten Lösung bei Raumtemperatur wurde entwickelt. Durch die Lösungen mit einstellbarem pH‐Wert zwischen 2,7 (Sauergas) und 8,3 (Meerwasser) können Gase wie H2S, CO2 oder N2 geleitet werden. Es besteht die Möglichkeit, durch Kurzzeitversuche auf die Lebensdauer entsprechend beanspruchter Rohrleitungen zu schließen.