Pruebas SSC VS HIC

El agrietamiento por tensión de sulfuro (SSC) es una forma de agrietamiento por fragilización por hidrógeno. El agrietamiento por tensión de sulfuro se produce en aleaciones de baja tubería de aceroAceros de alta resistencia, uniones soldadas y zonas afectadas por el calor (HAZ) de soldadura sometidas a esfuerzos de tracción en entornos ácidos y a temperaturas inferiores a 82°C (180°F), en función de la composición, la microestructura, la resistencia, la tensión residual y la tensión externa del acero.

Las muestras de chapa de acero se sumergieron en una solución acuosa ácida que contenía H2S, y los datos de rendimiento anti-SSCC se obtuvieron aplicando una carga incremental adecuada. De acuerdo con la norma NACE TM0177-2016, los requisitos específicos son los siguientes: tomar un grupo de muestras de chapa de acero forjado σb o Hb para ser el más alto, llevar a cabo la prueba de agrietamiento por tensión anti-sulfuro, y la tensión σTh ≥247MPa para ser calificada. Se tomó un grupo de muestras de muestras de juntas soldadas de clase A, B y D para realizar la prueba de agrietamiento por tensión de sulfuro, y la tensión σTh ≥247MPa se consideró cualificada.

El agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) es un tipo de grietas internas con características escalonadas formadas por la interconexión de grietas paralelas de capas de hidrógeno, que no tienen una interacción obvia con la tensión externa o la tensión residual. En la parte burbujeante, la fisuración por hidrógeno se ve agravada por la tensión generada por la acumulación de hidrógeno en el interior. El HIC está estrechamente relacionado con la limpieza del acero, así como con el método de fabricación del acero, la presencia de impurezas y su forma.

El HIC se produce en inclusiones finas y heterogéneas de sulfuro u óxido que se producen paralelamente a la dirección de laminación de la chapa de acero. Estas inclusiones forman sitios en los que se forman burbujas microscópicas de hidrógeno y, finalmente, crecen juntas a través de fracturas escalonadas. Dado que el HIC no depende de la tensión y no se produce con una microestructura endurecida, el tratamiento térmico posterior a la soldadura no tiene sentido. La resistencia al agrietamiento por hidrógeno sólo puede conseguirse limitando el azufre de los oligoelementos y controlando las variables de fabricación del acero.

Los ensayos SSC y HIC se basan en la norma de ensayo internacional NACE recomendada por la Sociedad Americana de Ingenieros de la Corrosión. Para la prueba SSC se utilizaron principalmente la prueba de corrosión bajo tensión de carga constante y la prueba de flexión en tres puntos, principalmente según la norma NACE TM0177, y para la prueba HIC se utilizó principalmente la norma NACE TM0284. Los materiales utilizados en el diseño y la fabricación de los criterios de diseño elástico pueden seleccionarse entre los ya calificados en las normas ISO 15156-2 e ISO15156-3 o NACE_MR0175, que han especificado las condiciones ambientales para evitar la corrosión bajo tensión. Los materiales deben seleccionarse únicamente si cumplen esta limitación.

Condiciones para la exención de los ensayos SSC y HIC para el acero al carbono, acero de baja aleación y hierro fundido

1. Los materiales se entregarán en las siguientes condiciones:

Laminado en caliente (sólo acero al carbono)/rectificado/normalizado/normalizado + templado/normalizado, Austenitizado, temple + revenido/Austenitizado, temple + revenido

2. La dureza del material no es superior a 22HRC, y el contenido de níquel es inferior a 1,0%;

S 0,003% o menos, P 0,010% o menos;

La dureza de la soldadura y de la zona afectada por el calor no excederá de 22HRC.

3. El límite elástico del material es inferior a 355Mpa y la resistencia a la tracción es inferior a 630Mpa.

4. Límite de carbono equivalente:

Acero bajo en carbono y acero al carbono manganeso: Ce ≤0,43 Ce =C+Mn/6

Acero de baja aleación: Ce ≤045 Ce =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

Condiciones para la exención de los ensayos SSC y HIC para el acero inoxidable

C	Cr	Ni	P	S	Mn	Si
≤0.08	≥16.00	≥8.00	≤0.045	≤0.04	≤2.0	≤2.0

1. El contenido de acero inoxidable 321 con mayor contenido de carbono que puede contener otros elementos es aceptable dentro de la gama técnica correspondiente.

2. Debe ser solución de recocido y temple, o recocido de calentamiento estabilizado condiciones de tratamiento térmico;

3. No está permitido mejorar las propiedades mecánicas mediante el trabajo en frío;

4. La dureza de las materias primas, las soldaduras y la zona afectada por el calor no excederá de 22HRC.

Aleación Nº UNS	Temperatura, máx.	Presión H₂S, kpa(psi)	Concentración de iones cloruro (mg/l)	Ph	Resistente a los sulfatos
S31600	93(200)	10.2(1.5)	5000	≥5.0	No
S31603	149(300)	10.2(1.5)	1000	≥4.0	No
S20910	66(150)	100(15)	/	/	No