Der gemeinsam vom American National Standards Institute (ANSI) und der National Association of Corrosion Engineers (NACE) entwickelte Standard „ANSI NACE TM0284 Evaluation of pipeline and pressure vessel steels for resistance to hydrogen-induced cracking“ beschreibt ein Prüfverfahren zur Bewertung der Beständigkeit von Rohrleitungs- und Druckbehälterstählen gegenüber wasserstoffinduzierter Rissbildung, die durch Wasserstoffabsorption bei wässriger Sulfidkorrosion verursacht wird.
Diese Norm enthält Einzelheiten zu Größe, Anzahl, Lage und Ausrichtung der Prüfkörper, die aus jeder Stahlerzeugnisform (Rohre, Platten, Formstücke und Flansche) entnommen werden müssen.
Für die Prüfung von Rohren mit kleinem Durchmesser (Nenndurchmesser 50 bis 150, Nennweiten 2 bis 6), dünnwandigen Rohren (Wandstärke bis 6 mm), widerstandsgeschweißten und nahtlosen Rohren sind spezielle Verfahren bzw. Anforderungen vorgesehen. Prüfkörper aus dünnwandigen Rohren mit kleinem Durchmesser werden auf die gleiche Weise geprüft wie Prüfkörper aus anderen Rohren, sofern in dieser Norm nichts anderes festgelegt ist.
Die Testmethode besteht darin, unbelastete Testproben einer von drei Standardtestlösungen auszusetzen:
Diese Lösungen ermöglichen Tests bei unterschiedlichen Kohlendioxid-Partialdrücken von 0,001 bis 1 bar. Nach einer festgelegten Zeit werden die Prüfkörper entnommen und ausgewertet. Die Prüfdauer reicht zwar möglicherweise nicht aus, um in einem bestimmten Stahl maximale Rissbildung zu erzeugen, hat sich aber für diesen Testzweck als ausreichend erwiesen.
Bei der Eignungsprüfung werden das für den jeweiligen Anwendungszweck geeignete Prüfmedium und die Gaspartialdrücke ausgewählt. Die Prüfbedingungen bilden zwar nicht alle Betriebsbedingungen, wie z. B. die Temperatur, nach, ermöglichen aber eine ausreichende Unterscheidung der Eignung der Prüfstähle. Diese Norm enthält keine Annahme- oder Ablehnungskriterien.
Jeder Prüfkörper muss 100 mm plus/minus 1 mm lang und 20 mm plus/minus 1 mm breit sein. Die Prüfkörperdicke muss der vollen Rohrwanddicke entsprechen, maximal jedoch 30 mm. Bei Wanddicken über 30 mm muss die Prüfkörperdicke der vollen Rohrwanddicke entsprechen oder auf maximal 30 mm begrenzt und entlang der Dicke abgestuft sein. Von jeder Oberfläche (innen und außen) darf maximal 1 mm abgetragen werden. Hohlräume im Prüfkörper dürfen nicht abgeflacht werden.
Bei dünnwandigen, elektrisch widerstandsgeschweißten und nahtlosen Rohren mit kleinem Durchmesser sollte die Dicke der Prüfkörper mindestens 80 % der gesamten Rohrwandstärke betragen. In solchen Fällen werden gebogene, aus dem Rohr geschnittene Prüfkörper verwendet; die Hohlräume im Prüfkörper werden nicht begradigt.
Aus jedem Prüfrohr werden drei Prüfproben entnommen. Bei nahtgeschweißten Rohren werden die Prüfproben aus der Schweißnaht, im 90-Grad-Winkel und im 180-Grad-Winkel zur Schweißnaht entnommen. Bei nahtlosen Rohren werden die Prüfproben im 120-Grad-Winkel um den Umfang herum entnommen. Die Längsachse der Prüfproben wird wie folgt aus dem Rohr entnommen:
Rohlinge für Prüfkörper können mit jedem geeigneten Verfahren entfernt werden. Beim Brennschneiden muss die Wärmeeinflusszone der Brennschnittfläche durch Schleifen, Schneiden oder spanende Bearbeitung vollständig entfernt werden.
Die vier Schnittkanten jedes Prüflings werden maschinell bearbeitet oder (nass oder trocken) auf eine Schleifschicht mit einer Körnung von 320 geschliffen. Die letzten beiden Bearbeitungsdurchgänge dürfen maximal 0,05 mm Material abtragen.
Eine Beschichtung der Schnittkantenflächen ist nicht zulässig, alle sechs Flächen müssen der Prüflösung ausgesetzt sein.
Sämtlicher Walzzunder muss von den Innen- und Außenflächen von dünnwandigen, elektrisch widerstandsgeschweißten und nahtlosen Rohrprüfkörpern mit kleinem Durchmesser entfernt werden. Jeder Prüfkörper muss gemäß den geltenden NACE-Normen maschinell bearbeitet oder (nass oder trocken) auf eine 320er-Schleifpapieroberfläche geschliffen oder gestrahlt werden, bis eine gleichmäßige, nahezu weiße Metalloberfläche entsteht. Die letzten beiden Bearbeitungsdurchgänge dürfen maximal 0,05 mm Materialabtrag nicht überschreiten.
Vor der Prüfung werden die Prüfproben mit einer geeigneten Entfettungslösung entfettet und mit einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Aceton, gespült. Die Eignung der Entfettungsmethode wird für jede Charge der Prüfproben durch Zerstäuberprüfung gemäß ASTM F218 oder einer anderen gleichwertigen Methode ermittelt. Die verwendete Methode ist anzugeben.
Nach der Entfettung können die Testproben in einem Exsikkator aufbewahrt werden. Die Angemessenheit der Entfettung sollte zwischen der Entnahme aus dem Trockenmittel und der Einwirkung der Testlösung mithilfe des ASTM F21-Standardtests oder eines gleichwertigen Tests überprüft werden.
Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten. Es verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ANSI NACE TM0284 „Bewertung von Rohrleitungs- und Druckbehälterstählen auf Beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte Rissbildung“ an.
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