Устаревающая инфраструктура в энергетическом, нефтехимическом и промышленном секторах подвержена циклическим нагрузкам и усталостным нагрузкам, что приводит к физической реакции растрескивания материалов или стационарного оборудования, подвергающегося воздействию разрушающих условий.
Растрескивание, один из наиболее распространенных дефектов, бывает различных размеров и форм, от поверхностных трещин до растрескивания под действием высокотемпературного водородного воздействия (HTHA).
Виды и типы трещин
Усталостные трещины
Усталостные трещины
Усталостное растрескивание - является одним из основных механизмов повреждения промышленных объектов. Сочетание циклического напряжения ниже предельного напряжения растяжения или предела текучести материала, таких как коррозия, температура, перегрузка, металлургическая структура и остаточные напряжения, приводит к усталостному растрескиванию.
Она протекает в три стадии: 1) зарождение трещины, 2) устойчивый рост трещины, 3) быстрое разрушение.
Поскольку единственным признаком неминуемого разрушения является едва заметная трещина, усталостное повреждение особенно опасно.
Коррозионное растрескивание под напряжением
Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) может привести к неожиданному выходу из строя нормально адаптируемых металлических сплавов под угрозой растяжения, часто при более высоких температурах.
Механизмы коррозионного растрескивания под напряжением могут принимать различные формы, такие как межкристаллитный (вид коррозии, при котором разрушение металла происходит преимущественно вдоль границ зерен (кристаллов)), транскристаллитный (происходит на границах зерен без глубокой коррозии металлической матрицы) или междендритный (коррозионное разрушение, которое развивается преимущественно вдоль междендритных участков.). Он часто быстро прогрессирует и может воздействовать на материалы по-разному: от сухого растрескивания до катастрофического разрушения. Он заметен вокруг сварных швов, зоны термического влияния (ЗТВ) и основного материала в резервуарах для хранения, сосудах под давлением и технологических трубах .
Аминовый крекинг
Аминовые трещины - это трещины, которые представляют собой форму коррозионного растрескивания под напряжением, появляющуюся на поверхности сосудов высокого давления, котлов и трубопроводных систем с радиальным растрескиванием от их насаженных патрубков.
Аммиачное коррозионное растрескивание
Аммиак обычно используется в латунных трубках с функцией охлаждающей воды , которые были загрязнены аммиаком из-за биологических наростов или других примесей.
Коррозионное растрескивание под напряжением хлорида
Одна из наиболее известных форм дефекта , коррозионное растрескивание под напряжением хлоридов проявляется в виде сильно разветвленных паутинных трещин. Внешнее коррозионное растрескивание под напряжением хлоридов представляет собой тип коррозии под изоляцией, который появляется в аустенитных нержавеющих сталях .
Карбонатный крекинг
Карбонатное растрескивание представляет собой форму щелочного коррозионного растрескивания под напряжением, более опасную при высоком pH и высоких концентрациях карбонатных растворов, распространенную в нефтегазодобывающей, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Влажное растрескивание H2S
В средах с влажным сероводородом, таких как нефтеперерабатывающие заводы, на открытом оборудовании из углеродистой стали появляются трещины. Влажное растрескивание H2S может образоваться без предупреждения и требует обнаружения передовых методов неразрушающего контроля.
Водородный крекинг
Водородное растрескивание представляет собой мокрое растрескивание H2S в стали в виде пузырей или пузырчатых трещин. Повреждение является распространенным механизмом разрушения в нефтегазовой промышленности. Существуют методы неразрушающего контроля, ориентированные на идентификацию, измерение и отслеживание трещин, но метод полного фокусирования (TFM) оказался в целом предпочтительным методом.
Водородное растрескивание под напряжением
Ориентированное под напряжением водородное растрескивание состоит из пузырчатых трещин, соединенных в направлении толщины транскристаллитными трещинами скола. Это более серьезно, поскольку резко снижает несущую способность материалов.
Высокотемпературный водородный крекинг
Высокотемпературное водородное разрушение (HTHA) происходит в стали под воздействием высоких температур и давления, проявляясь в виде пузырьков, которые соединяются, образуя микротрещины на границах зерен стали. Снижение прочности металла приводит к образованию трещин в стали. HTHA может привести к выходу из строя критического оборудования, включая теплообменники, трубопроводы, сварные швы и каталитическое оборудование.
Термические трещины
Термическое растрескивание может быть результатом чрезмерного колебания температуры. Его можно найти, например, в секциях трубопроводов систем охлаждения. В секторе производства электроэнергии растрескивание от термической усталости может быть связано с конкретными условиями эксплуатации и геометрией линии (например, изгибами и соединениями).
Разветвленный крекинг
Проблема механики разрушения, разветвленные трещины возникают, когда критическая постоянная скорость сочетается с критической интенсивностью напряжения. Скопления связанных трещин, разветвленное растрескивание возникает при неустойчивом разрушении хрупких материалов и как КРН в прочных сталях.
Неразрушающий контроль на растрескивание
Регулярные проверки промышленного оборудования на всех этапах производства и в течение всего срока его службы являются важной частью предотвращения выхода из строя активов. Они помогают управлять жизненным циклом объектов и оценивать пригодность компонентов к эксплуатации устаревающих заводов. Обнаружение трещин - это процесс обнаружения трещин, обычно с помощью неразрушающего контроля (НК).
Раннее обнаружение позволяет принять превентивные меры для смягчения потенциальных сбоев и обеспечения эффективности операций. Различные методы неразрушающего контроля используются для обнаружения трещин в трубопроводах, резервуарах для хранения, сосудах под давлением или других капитальных объектах. Шероховатая поверхность, краска или другие виды защитных покрытий усложняют проверку поверхности на наличие трещин.
Обнаружение трещин на поверхности
Вихретоковый контроль (ECT) и вихретоковая решетка (ECA) обеспечивают быструю проверку поверхностных трещин, часто с минимальной подготовкой поверхности, если таковая имеется. Пользователи могут собирать цифровую запись своей оценки и измерять глубину трещин поверхностного разрушения — прямое преимущество перед PT и MT. Датчики Eddyfi Sharck™ разработаны специально для растрескивания углеродистой стали с использованием технологии тангенциальной вихретоковой решетки (TECA™) . Эти датчики позиционируют, измеряют и определяют размеры трещин в краске или других защитных покрытиях. Другие стандартные датчики ECA обнаруживают и измеряют трещины, например, в материалах из нержавеющей стали . Зонды ECA работают с Eddyfi Reddy ®, первый портативный прибор, открывающий возможности контроля поверхности для целого ряда новых применений. Eddyfi Spyne™ , разработанный специально для коррозионного растрескивания под напряжением, представляет собой адаптируемый инструмент для скрининга ECA поверхности, который не оставляет трещин с высокой скоростью, вероятностью обнаружения (PoD) и эффективностью. Когда дело доходит до обнаружения трещин на поверхности, идеально подходит вихретоковый контроль.
