Mekanisme Hydrogen Induced Cracking HIC dan Baja Tahan HIC

Mengapa ini penting

Hydrogen induced cracking (HIC) adalah salah satu mode kegagalan yang paling merusak dan paling tidak terlihat pada baja karbon untuk saluran pipa dan bejana tekan. Ini berkembang tanpa beban eksternal ketika hidrogen atom, yang dihasilkan oleh korosi H2S berair, berdifusi ke dalam baja dan bergabung kembali di inklusi internal atau mikrostruktur pita untuk membentuk retakan internal. Pada saat HIC ditemukan, peralatan biasanya sudah tidak dapat diperbaiki.

Panduan ini menjelaskan mekanisme, metode pengujian standar (NACE TM0284), kriteria penerimaan yang paling umum digunakan proyek, dan cara menulis klausul tahan HIC ke dalam PO pipa dan fitting Anda.

Fakta teknis utama

Mekanisme

1. Korosi H2S berair pada permukaan baja melepaskan hidrogen atom.
2. Ion sulfida menghalangi rekombinasi hidrogen di permukaan, memaksa atom hidrogen berdifusi ke dalam baja.
3. Di dalam baja, atom hidrogen berkumpul di inklusi MnS, ferit-perlit pita atau diskontinuitas lainnya, bergabung kembali menjadi gas H2 dan menciptakan tekanan internal tinggi.
4. Tekanan membentuk retakan internal stepwise atau planar yang merambat tanpa beban eksternal.

Metode pengujian (NACE TM0284)

NACE TM0284 menetapkan perendaman spesimen selama 96 jam dalam larutan uji jenuh H2S. Dua larutan umum digunakan:

• Larutan A: NACE air garam diasamkan (layanan parah).
• Larutan B: air laut sintetis (kurang parah).

Setelah paparan, spesimen dipotong dan diperiksa secara metalografis. Tiga indeks dilaporkan per bagian dan dirata-rata per spesimen:

• CLR - Crack Length Ratio (Rasio Panjang Retak).
• CTR - Crack Thickness Ratio (Rasio Tebal Retak).
• CSR - Crack Sensitivity Ratio (Rasio Sensitivitas Retak).

Kriteria penerimaan

NACE TM0284 sendiri tidak menyertakan kriteria penerimaan. Sebagian besar proyek mengadopsi kriteria industri tipikal dari NACE MR0175 / ISO 15156 Part 2 dan EFC 16:

• CLR kurang dari atau sama dengan 15%.
• CTR kurang dari atau sama dengan 5%.
• CSR kurang dari atau sama dengan 2% (umumnya).

Spesifikasi proyek dapat memperketat ini (misalnya CLR kurang dari atau sama dengan 10% atau 6%). Selalu baca lembar data.

Matriks keputusan: Pemilihan material tahan HIC

Tuas metalurgi utama untuk ketahanan HIC:

• Belerang dijaga sangat rendah (sering kurang dari 0,003%).
• Perlakuan kalsium untuk mengglobularkan inklusi sulfida.
• Mikrostruktur pita terbatas melalui pendinginan dipercepat atau normalisasi.
• Kontrol fosfor dan elemen pengotor yang ketat.

Untuk seamless butt-welding pipe fittings dan forged flanges yang digunakan dalam layanan sour, tentukan material dasar teruji HIC dan konfirmasi kondisi pengujian sesuai dengan spesifikasi line pipe.

Kesalahan umum dalam pengadaan

1. Menentukan uji HIC tanpa larutan.
2. Menerima laporan uji tunggal yang mencakup semua heat.
3. Mencampuradukkan HIC dengan SSC.
4. Melewatkan uji HIC pada fitting karena pipa sudah teruji HIC.
5. Membiarkan batas CLR / CTR bergeser.

Daftar periksa pembeli

• Tentukan larutan uji (A atau B) dan kriteria penerimaan (CLR, CTR, CSR) pada PO.
• Minta laporan uji HIC per heat, dengan tiga bagian per spesimen.
• Untuk seamless butt-welding pipe fittings, pipe bends dan forged flanges, tentukan kondisi teruji HIC dan batas kekerasan yang sesuai sesuai NACE MR0175.
• Periksa silang sertifikat kami untuk rekam jejak proyek layanan sour.
• Kirim pertanyaan material tahan HIC Anda melalui halaman inquiry dengan tekanan parsial H2S, kandungan klorida, pH dan suhu.

Sumber

• https://farsi.msrpco.com/wp-content/uploads/2019/10/standard-nace-tm0284.pdf
• https://ogcenergy.com/faqwd/what-is-nace-mr0175-acceptance-criteria-for-hic-nace-tm0284/
• https://epcland.com/hydrogen-induced-cracking-hic-mechanism/