Frakturmekanikkbasert ingeniørkritisk analyse (ECA) brukes ofte i ingeniørbransjen for å evaluere egnethet for service gjennom forskjellige ruter, f.eks. Evaluering av stabiliteten til gitte feil oppdaget under tjeneste, eller definere feilakseptkriterier under design og fabrikasjon. En bruddmekanikkbasert tilnærming krever materialegenskaper (strekkegenskaper og bruddseighet) for å være nøyaktig definert for å utføre pålitelige integritetsvurderinger. Olje- og gassindustrien har utforsket dypere og vanskeligere territorier for å oppdage nye olje- og gassreservoarer der sannsynligheten for tilstedeværelsen av hydrogensulfid (syrlig gass) er høy. Det er en brønn - etablert faktum at et surt tjenestemiljø kan påvirke bruddresistens av karbonmanganstål i varierende omfang avhengig av miljøets alvorlighetsgrad. For å utføre ECA for rørledninger eller andre trykkkomponenter som opererer under sur service, er det påkrevd at brudddataene for brudd for det gitte materialet genereres under forhold som reflekterer så nært som mulig servicemiljøet.
Det er utfordrende å kvantifisere bruddatferd for materialer som er utsatt for sure miljøer ved bruk av konvensjonelle bruddmekanikktestingsteknikker. Foreløpig er det ingen tilstrekkelig veiledning tilgjengelig om sur brudd på bruddseighet i eksisterende standarder. Denne rapporten presenterer utfallet av det eksperimentelle og analytiske arbeidet knyttet til et testprogram for omgivelsestemperatur. Det inkluderer en kort oversikt over eksisterende veiledning om sur brudd på brudd i nåværende standarder og anbefalt praksis, samt resultater fra testing av API 5L x65 rørledningsstål i et spesifikt surt miljø ved omgivelsestemperatur og trykk. Deretter ble numerisk modellering brukt for å utdype effekten av belastning (påført under en lossing av samsvarsfrakturens tøffhetstest) på sprekkspisshydrogenkonsentrasjon for å forstå dens kobling med eksperimentelle observasjoner. Rapporten inkluderer også resultatene fra vurderinger som er utført for noen pre - definerte servicebelastning for et hypotetisk rørledningssystem for å evaluere følsomheten til feiltoleranse for de forskjellige tilnærmingene som brukes til å definere bruddresistens i et surt miljø.
Sentrale funning selv om eksisterende standarder gir en viss veiledning om relevant brudd på brudd seighet, er det nødvendig med betydelig arbeid for å gi mer praktiske og generelt akseptable retningslinjer på grunn av kompleksiteten forbundet med miljøeffekter.
For bruddmotstand eller R -kurvetesting kan sprekkforlengelsen måles til en akseptabel nøyaktighet ved bruk av både lossing av samsvar (UC) og DICE Current Potential Drop (DCPD) teknikker. UC -metoden er enklere (krever mindre utstyr), men kan føre til lavere R -kurver på grunn av den potensielle effekten av syklisk belastning.
Når det gjelder bekvemmelighet og praktisk, ble det funnet at en K-hastighet innenfor området 3x10 -4 til 5x10 -4 MPAM0.5S-1 kan gi bruddseighet rimelig nær den forventede brudd på lavere grense.
Delvis R -kurvetester, der prøvene ble holdt under en fast forskyvning for en spesifikk periode, viste en viss sprekkvekst i løpet av forskyvningsholdperioden, muligens på grunn av sulfidstresskorrosjonssprekker (SSC). Basert på TWIs erfaring, er det sannsynlig at stabilitetspunktet kan eksistere mellom 0,2 mm og sprekkforlengelsen assosiert med den maksimale kraften for det spesifiserte miljøet/materialkombinasjonen.
En multi - Fysikkmodell for hydrogendiffusjon og duktil sprekkvekst er utviklet. Resultatene viser at hydrogenkonsentrasjonen foran sprekkspissen kan nå omtrent det dobbelte av den innledende hydrogenkonsentrasjonen i prøven.
ECA -er basert på verdier for å brudd på ett punkt brudd og delvise r -kurver med lavere grense har vist at sistnevnte kan gi høyere feiltoleransnivåer enn førstnevnte. Omfanget av fordelen påløpt ved bruk av r - kurven avhenger av den påførte belastningen og den maksimale sprekkforlengelsen som er tillatt i R -kurven.