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酸性服务中的骨折力学:送达和塞巴标本的一些特征测试
由参与专家
Rodolfo Amoriello.
目前,没有明确的准则是如何在酸维修环境中建立管道的断裂韧性。我们所订的专家,Rodolfo Amoriello.已经开展了研究,以便更好地了解所送送的测试技术如何影响酸性服务中的断裂韧性。
需要越来越大的测试要求骨折韧性在管道中,特别是在酸性环境中。酸液和气体病例的存在对管道的劣化,其效果可以从小针孔泄漏到灾难性故障。
介绍
已知单边缘缺口张力(送)样本通常比紧凑张力(CT)或单边缘切割弯曲(SENB)提供更少保守的参数。工程关键评估(ECA)和服务健身(FFS)用于分析含有缺陷的管道弯曲的计算。
通常,对于碳钢,H 2 S浓度的增加导致断裂韧性主要由于氢脆效果而降低。
结果,当考虑到H2S效应时,最大可容许的缺陷大小(通过ECA计算预测)较小。关于FFS,对于相同的缺陷尺寸的这种方法,失败评估图上的初始本地化更接近(或甚至内部)关键区域。预计淘汰服务中的发送测试将提供更接近实际材料行为的ECA / FFS分析的数据,平衡了具有更严格的腐蚀环境条件的标本几何的典型保守参数。
已经设计和测试了一些特征测试,以便在空气中的J-R曲线与Sour环境中的J-R曲线进行比较,以便发送和SeNB样本。在本文中,讨论了发送测试的结果。
测试设置
在执行测试之前的材料选择,安装程序和样品制剂必须保证在所有测试阶段期间没有任何污染物和连续存在H2S鼓泡;从预装载到断裂力学测试的结束。不对称血管旨在保证根据标准或客户的规范的正确溶液浓度。因为测试完成了H2S冒泡,所以特别注意确保正确的健康和安全条件和操作者和测量装置的保护。
在断裂力学试验之前,使用能够施加恒定负载的特殊装载框架在预选的载荷上在预选负载下预先充电在H2S之前。在整个预充电时间监测负载稳定性以进行裂缝稳定性。当有裂纹传播和分析样品时,试验被停止。数据日志保存以供将来的调查和检查。使用直流电位下降(DCPD)系统在所有预充电帧中循环地和循环地通过电子切换的直流电位下降(DCPD)系统实现裂纹监测。DCPD电子放大器,滤波器,占空比和采样频率设计为在所有测量期间具有高精度。该软件开发为控制DCPD系统允许在测试期间实时估计裂缝增长。预充电期为典型的1周。
从预充电框架中除去样品并使用推车移动到断裂力学测试框架,该手推车旨在保证H2S的持续存在和测试装置的安全处理。
然后,使用DCPD系统,以极低的速度以非常低的速度进行折断力学试验,至少为3.1610-3m³/s。对于SENB样品,最小速度为5 10-3M√M/ s。溶液的温度在240℃±20℃的范围内。
整体测试持续时间通常在8至12小时之间。
测试设备表征
为了保证数据准确性,已经在测试设备上进行了许多测试。使用以下测试条件,下面的图中报告了一些示例:
- 测试解决方案:NACE TEST SOL。B,H2S 0.2杆部分压力(30%)与N,MAX O2 <10 ppb平衡
- 预装配:1wk @ 150mpa
- f.m.speed:0.1‰(仅WM); 0.4‰,4.0‰[HAZ(热影响区域)和WM(焊接金属)]
试验结果
在下面的J-R曲线中示出了Sent Samples,X65,BXB 36 mm,Surface Notch NQ,X65,BXB 36 mm,Surface Notch NQ的测试结果。使用相同的设备和同一材料批次使用相同的焊接团队进行焊接。每个系列实验点代表来自10个样本的数据的平均值和标准偏差。在空气中在WM中测试了另外10个样品以进行比较。
酸环境和不同测试速度的综合影响是明显的:速度越高,数据越来越曲线“空气”。
与酸条件的预装载和测试相关的相关效果是:
- 增加了两次数据的分散,相对于曲线“在空中”,
- 对于所有样本“在酸条件下”j在传播曲线的第一部分处几乎为0(Δa从0到≈0.1mm)。
在送大型样品的情况下,如那些测试的那样,残余应力的效果对于在相对较高的载荷下进行预充电的样品的样品变得相关。在早期预验证阶段期间,只有几天的预装,@ 150MPa观察到自发性裂纹繁殖。随后的残余应力测量突出显示的样品制备和菌株以0.4%的菌株的加工仅减轻它们的值。
结论
在H 2 S溶液中的预充电时间后酸条件(H2S)中的骨折力学试验在溶液中进行了证明,结果将导致较近应用中的实际材料行为更接近。
设计和特征设计了专用的测试程序和设备,以保证可用于FFS / ECA的可靠结果。
实验数据显示出用于预装载和用于骨折力学的酸条件的显着效果。已经显示出不同的测试速度对H2S存在的J曲线测定产生显着影响。
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