Spannungsrisskorrosion ist eine Rissbildung, die durch die kombinierte Wirkung von Zugspannung und einer korrosiven Umgebung verursacht wird. Die Auswirkung von Spannungsrisskorrosion auf ein Material variiert im Allgemeinen zwischen Trockenrissbildung und der Ermüdungsschwelle dieses Materials. Die erforderlichen Zugspannungen können in Form von direkt aufgebrachten Spannungen oder Eigenspannungen vorliegen.
Kaltverformung und -umformung, Schweißen, Wärmebehandlung, spanende Bearbeitung und Schleifen können Eigenspannungen verursachen. Das Ausmaß und die Bedeutung solcher Belastungen werden oft unterschätzt. Eigenspannungen, die durch Schweißvorgänge entstehen, nähern sich tendenziell der Streckgrenze an. Auch die Ansammlung von Korrosionsprodukten in engen Räumen kann zu erheblichen Belastungen führen und sollte nicht ignoriert werden. Spannungsrisskorrosion tritt häufig bei bestimmten Kombinationen von Legierung, Umgebung und Spannung auf.
Normalerweise bleibt der größte Teil der Oberfläche unangetastet, es gibt jedoch Haarrisse, die das Material durchdringen. In der Mikrostruktur können diese Risse eine intergranulare Morphologie aufweisen. Makroskopisch wirken Spannungsrisskorrosionsrisse spröde. Spannungsrisskorrosion wird als äußerst schlimme Form der Korrosion eingestuft, da solche feinen Risse sehr schwer zu erkennen sind und der Schaden nicht einfach vorhersehbar ist.
Spannungsrisskorrosion ist im Wesentlichen ein langsam fortschreitender Rissmechanismus, der Metalle und andere Materialien unter anhaltender Zugspannung (angelegt oder verbleibend) in korrosiven Umgebungen (wässrig oder gasförmig) beeinträchtigt.
Spannungsrisskorrosion ist durch eine unterkritische Rissausbreitung aufgrund der kombinierten gleichzeitigen Wechselwirkung von mechanischer Beanspruchung und Umwelteinflüssen gekennzeichnet. Keiner dieser Faktoren führt unabhängig oder abwechselnd zu Spannungsrisskorrosion, sie können jedoch andere Arten von Materialverschlechterung verursachen.
Es gibt viele Formen von Spannungsrisskorrosion, die häufig Druckgeräte in der Ölraffinerie, Petrochemie und anderen Schwerverarbeitungsindustrien beeinträchtigen. Dazu gehören unter anderem:
Die Schadensmorphologien dieser verschiedenen Formen der Spannungsrisskorrosion sind von Natur aus sehr ähnlich, entwickeln sich jedoch tendenziell in Druckgeräten, Materialeigenschaften und -chemie, Schweißverfahren, Schweißnahtgeometrie, Härte/Mikrostruktur des Schweißbetts und der Wärmeeinflusszone sowie der ursprünglichen Wärme Bei der Behandlung hängen die äußeren Umgebungsbedingungen von vielen spezifischen Produktions- und Prozessbetriebsvariablen ab, wie z. B. der Zusammensetzung des Prozessstroms, dem pH-Wert, der Temperatur, dem Betriebsstressniveau und der Nähe zu lokalen Stresskonzentrationen.
Infolgedessen sind zahlreiche Branchen weiterhin von Anlagenausfällen aufgrund von Spannungsrisskorrosion betroffen.
Mit der Spannungsrisskorrosionsprüfung soll die Anfälligkeit metallischer Werkstoffe für Rissschäden unter der kombinierten Wirkung von Zugfestigkeit und Korrosion in Lösungen, die Schwefelwasserstoff enthalten, bei hohen Temperaturen bewertet werden. Dieser Test wird normalerweise gemäß der Norm NACE TM0177 durchgeführt und erfordert einen korrosionsbeständigen Behälter, Geräte zur Messung der Temperatur und des Drucks der Säurelösung, einen Kondensator und anderes Zubehör.
In der von der National Association of Corrosion Engineers (NACE) entwickelten Norm „NACE TM0177-2016 Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfur Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H2S Environments“ sind Zugspannungen für die Beständigkeit gegen Rissbildung bei niedrigem pH-Wert erforderlich In wässrigen Umgebungen, die Schwefelwasserstoff (H2S) enthalten, wird ein Verfahren zur Prüfung der betroffenen Metalle beschrieben. Nach dieser Norm werden Kohlenstoff- und niedriglegierte Stähle im Allgemeinen bei Raumtemperatur auf ihre Erosions- und Korrosionsbeständigkeit getestet, wo die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion typischerweise hoch ist. Bei anderen Legierungstypen ist der Zusammenhang zwischen der Erosions- und Korrosionsanfälligkeit und der Temperatur komplexer.
Diese Norm beschreibt die zu verwendenden Reagenzien, Testproben und Geräte, befasst sich mit grundlegenden Material- und Testprobeneigenschaften und legt die einzuhaltenden Testverfahren fest. Diese Norm beschreibt vier Testmethoden:
Neben den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die es für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, bietet unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung auch Spannungsrisskorrosionstests an.
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