Auswirkung von Schwefelwasserstoff auf die Ausrüstung

Schäden durch nassen Schwefelwasserstoff treten häufig bei Geräten aus Kohlenstoff- und niedriglegiertem Stahl auf, die in Anlagen enthalten sind, die Kohlenwasserstoffe produzieren, wie z. B. in der Öl- und Gas-, Chemie- und Petrochemieindustrie. Anlagen in einer wässrigen, sauren Umgebung mit einem H2S-Gehalt von mehr als 50 ppm und Temperaturen unter 82 °C (180 °F) sind besonders anfällig für nasse H2S-Schäden. Ältere oder „verschmutzte“ Stähle sind anfälliger für nasse H2S-Schäden, da sie im Allgemeinen mehr volumetrische Einschlüsse, Laminierungen und ursprüngliche Herstellungsfehler sowohl im Grundmetall als auch in den Schweißablagerungsbereichen aufweisen. Nasse H2S-Schäden werden häufiger in Druckbehältermänteln, Tanks oder Abschnitten von längsnahtgeschweißten Rohrleitungskomponenten mit größerem Durchmesser beobachtet als bei herkömmlichen nahtlosen Rohrleitungen, Schläuchen oder Schmiedestücken

Bei Vorhandensein von Feuchtigkeit interagiert H2S mit dem Eisen der Stahlwand und gibt dabei Wasserstoff an den Ölstrom ab. Der Wasserstoff diffundiert in den Stahl und verbindet sich an Diskontinuitäten zu molekularem Wasserstoff. Im Laufe der Zeit wird immer mehr Wasserstoff eingeschlossen, wodurch Druck entsteht, wodurch Spannungen im Stahl entstehen, die zu lokalem Versagen führen. Hier sind einige der verschiedenen Mängel, die beobachtet werden können:

• Spannungen verursachen Risse, die im Allgemeinen laminar sind und parallel zur Innen- und Außenfläche des Bauteils ausgerichtet sind. Im Laufe der Zeit neigen diese Risse dazu, sich aufgrund des Aufbaus von Innendruck und möglicherweise lokaler Spannungsfelder in beschädigten Bereichen zu verbinden, die sich über die Dicke des Bauteils ausbreiten. Dies wird als wasserstoffinduziertes Cracken (HIC) oder schrittweises Cracken bezeichnet.
• Wenn die Laminierung nahe der Oberfläche erfolgt, kann es zu einer Blase kommen, die von der Innenoberfläche, der Außenoberfläche oder innerhalb der Wandstärke des Druckgeräts aufsteigt. Darüber hinaus können sich Risse vom Umfang einer Blase ausbreiten und sich möglicherweise durch die Wand hindurch ausbreiten, insbesondere in der Nähe von Schweißnähten.
• Spannungsorientierte wasserstoffinduzierte Rissbildung (SOHIC) tritt als Anordnung von übereinander gestapelten Rissen auf, die möglicherweise zu einem Riss durch die Dicke um das Grundmetall herum führen, der direkt an die Wärmeeinflusszone (HAZ) angrenzt.

Wenn es um Methoden der zerstörungsfreien Prüfung (NDT) geht, wird die konventionelle Ultraschallprüfung (UT) in großem Umfang unter Verwendung normaler Einfalls- und Scherwellenprüfköpfe eingesetzt. Es ist jedoch schwierig, zwischen Laminierung/Einschlüssen und Betriebsschäden zu unterscheiden. Es handelt sich außerdem um einen mühsamen und langsamen Prozess, der stark vom Bediener abhängig ist.

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