ISSN:
0947-5117
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Influence of Potential on Hydrogen-Induced Cracking (HIC) and Hydrogen-Induced Stress Corrosion Cracking (HSCC) of Line-Pipe Steels in Weak Acidic and Neutral EnvironmentsIn weak acidic (pH 5.5), sulfide-containing environments, high-strength line-pipe steels (0.2% yield strength 430 to 700 Nmm-2) show a critical mechanical stress level σcr ≈ 60% YS above which HSCC occurs.The given value is independent of the mechanical properties. σcr decreases with decreasing pH (pH 3: σcr ≍ 30% YS), increases with increasing pH and becomes identical with the YS at sufficiently high pH. In buffer solution pH 5.5, σcr corresponds to a critical limiting potential for the occurence of HSCC, which depends on the mechanical stress level, ranging between UH = -0.42 and -0.55 V for σ = 60% YS.At potentials more negative than a cathodic limiting potential, which ranges from UH = -0.8 to -1.0 V, no HSCC occurs. This is probably due to the formation of protective layers or of an alkaline environment on the surface. This limiting potential is shifted into the positive direction with decreasing pH and does no more exist in acidic environments. With anodic polarization to potentials more positive than the free corrosion potential, uniform attack occurs resulting in failures of the specimens by reduction of area.Susceptibility to HSCC has a maximum at ambient temperature. There exists also a critical potential UHIC for the occurrence of longitudinal cracks due to HIC which is more positive than UHSCC. There is no connection found between UHIC and UHSCC nor between σcr and UHIC. From the occurrence of HIC one can not derive any conclusions for the susceptibility or resistance of the given material to HSCC.As a summary, high strength line-pipe steels display no higher susceptibility to HSCC in sulfide-containing media than steels with minor mechanical properties.The HSCC-behaviour of the steels under investigation in buffer solution pH 5.5 is completely equivalent to the behaviour in stronger acidic environments (pH 3).
Notes:
Für höherfeste Röhrenstähle (Rp0,2 430 bis 700 Nmm-2) besteht in schwach sauren (pH 5,5) sulfidhaltigen Angriffsmitteln eine kritische mechanische Grenzspannung αkr ≈ 60% Rp0,2, oberhalb derer H-induzierte Spannungsrißkorrosion (HSCC) erfolgt. Dieser Wert ist von den mechanischen Kennwerten der Werkstoffe unabhängig. αkr nimmt mit abnehmendem pH ab (pH 3: s̰kr ≈ 30% Rp0,2), mit ansteigendem pH zu und wird bei genügend hohem pH mit der Streckgrenze identisch. Der kritischen Grenzspannung αkr in Pufferlösung pH 5,5 entspricht ein zugspannungsabhängiges kritisches Grenzpotential UHSCC für das Auftreten von HSCC, das bei α = 60% Rp0,2, zwischen UH = - 0,42 und - 0,55 V liegt.Bei Potentialen negativer als ein kathodisches kritisches Grenzpotential zwischen UH = - 0,8 und - 1,0 V tritt wahrscheinlich infolge von Deckschichtbildung oder Wandalkalisierung keine HSCC mehr auf. Dieses Grenzpotential wird mit abnehmendem pH zu positiveren Potentialen verschoben und existiert in sauren Medien nicht. Bei anodischer Polarisation auf Potentiale positiver als das Ruhepotential UR erfolgt abtragende Korrosion, die Proben versagen durch Gewaltbruch infolge Querschnittsverminderung.Die Anfälligkeit für HSCC ist stark temperaturabhängig mit einem Maximum bei Raumtemperatur.Auch für das Auftreten von Längsrissen infolge H-induzierter Korrosion (HIC) besteht ein kritisches Potential UHIC 〉 UHSCC. Zwischen beiden kritischen Potentialen besteht ebenso wie zwischen s̰kr und UHIC kein Zusammenhang. Aus dem Auftreten von HIC in einem Werkstoff kann nicht auf die Anfälligkeit oder Beständigkeit für HSCC geschlossen werden.Höherfeste Stähle mit Streckgrenzen bis 700 Nmm-2 haben keine höhere Anfälligkeit für HSCC als Stähle mit niedrigerer Festigkeit.Das Verhalten der Werkstoffe in sulfidhaltigen Lösungen von pH 5,5 entspricht grundsätzlich dem in stärker sauren Lösungen von pH 3.
Additional Material:
11 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19800310203
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