MISTRAS Flyer Hydrogen Induced Cracking (HIC)

Hydrogen Induced Cracking - HIC

Waterstof geïnduceerde scheuren oftewel Hydrogen Induced Cracking (HIC) is een schademechanisme dat typisch wordt aangetroffen in raffinaderijen en chemische industrieën, veroorzaakt door diffusie van atomaire waterstof in de interne structuur van staal. Deze verzamelt zich ter plaatse van insluitsels en onzuiverheden in het staal en wordt omgezet in moleculaire waterstof. Hierdoor ontstaan eerst laminaties maar in het verdere verloop van de degradatie kan stepwise cracking, ontstaan die de laminaties met elkaar verbinden of die laminaties met het binnen oppervlak van het materiaal verbinden. HIC kan optreden bij relatief lage temperaturen (<150 °C). De schade is meestal voortschrijdend en kan zich uiten in verschillende vormen zoals blistervorming, stepwise cracking of spanningsgeoriënteerde scheuren (Stress Orientated Hydrogen Induced Cracking, SOHIC).

Voor apparaten en / of pijpleidingen die aangetast kunnen worden door waterstof is het daarom van groot belang vanuit een veiligheids-, milieu- en financieel oogpunt, om de structurele integriteit zowel kwalitatief als kwantitatief vast te stellen.

Toepassing van ultrasoon onderzoek met handmatige en geautomatiseerde systemen
 
MISTRAS-GROUP maakt gebruik van effectieve en speciale op elkaar afgestemde onderzoekstechnieken, die het mogelijk maken om laminaties, blisters en stepwise cracking, veroorzaakt door HIC, te detecteren.
 
Om laminaties of blisters in het basismateriaal te identificeren, gebruiken we voor grote testgebieden ons zelfontwikkelde, geautomatiseerde Large Structure Inspection (LSI), ultrasone testsysteem en gebruiken we voor kleinere testgebieden de ultrasone Phased Array (PAUT) techniek.
 
LSI is een snel, automatisch en programmeerbaar en configureerbaar ultrasoon testsysteem dat 2D- of 3D-oppervlaktescanafbeeldingen maakt van de interne materiaalstructuur van bijv. Ferritische tankwanden, drukvaten, warmtewisselaars en pijpleidingen. Vergelijkbare scanbeelden worden ook gegenereerd met PAUT, deze testtechnologie is vele malen langzamer, maar heeft als voordeel dat kleinere gebieden die niet toegankelijk zijn voor het LSI-systeem onderzocht kunnen worden.
 
Door gebruik te maken van deze inspectiesystemen kunnen grote gebieden beeld gevend en zeer snel worden onderzocht op de aanwezigheid van HIC (laminaties en blisters).
 
De volgende scanbeelden illustreren de typische HIC-schade (laminaties en blisters) in de vorm van gereflecteerde geluidsgolven (rode gebieden op het testoppervlak).
Totale focusmethode (TFM)
 
De zogenaamde TFM-methode wordt gebruikt om de aanwezigheid van oppervlakte brekende scheuren of stepwise cracking vast te stellen. Deze methode creëert een sterk gefocust ultrasoon veld en "ziet" als het ware in alle richtingen. Hierdoor kunnen ook reflectoren in een schuine positie worden gedetecteerd, zoals vaak het geval is bij scheuren. Dankzij deze testmethode kan een bestaande scheur worden gevisualiseerd en kan de omvang worden bepaald in termen van lengte, diepte en hoogte in millimeters. De methode is relatief snel en biedt de hoogst mogelijke betrouwbaarheid van de bevindingen met betrekking tot het detecteren en het bepalen van de afmeting van scheuren en/of stepwise cracking (zie afbeelding 1).
 
De verkregen meetdata kan zowel in getallen als in kleur gecodeerde afbeeldingen (B-, C-, en D-scan) worden weergegeven, waarbij elke kleur is toegewezen aan een specifieke amplitude (zie TFM-afbeelding 2).
 
De registratie van de ultrasone gegevens vindt plaats middels gebruikmaking van geïntegreerde encoders. Hiermee is het mogelijk om de positie van de HIC indicaties te bepalen, en om de mogelijke aanwezigheid ​​van HIC-schade met bijbehorende omvang vast te stellen. Met deze gegevens wordt een beeld verkregen van de integriteit van het apparaat en / of leiding. De omvang van gedetecteerde HIC-schade wordt weergegeven in classes van 0 – 10. Het gedetailleerde onderzoeksrapport kan gebruikt worden om de toestand te beoordelen en de resterende levensduur te berekenen (Fitness For Service Analysis (FFS)).
Afbeelding 1
Afbeelding 2
 
Voordelen:
 
  • Door het toepassen van onze onderzoekstechnieken kan zeer snel en effectief gedetailleerde kwalitatieve en kwantitatieve informatie worden verkregen, zodat de vroege opsporing en de schadegroei van HIC-schade tot in detail mogelijk wordt gemaakt.
  • Duidelijke en grafische kleurgecodeerde presentatie van de meetresultaten in een voor de klant begrijpelijk testrapport met de indeling van de bevindingen in 10 schadeklassen.
  • Door de hoge detectiekans, de goede reproduceerbaarheid en de mogelijkheden voor het exact bepalen van de afmetingen van de indicaties, kunnen ook nauwkeurige vergelijkingen met herhalingsonderzoeken uitgevoerd worden. Hiermee kan informatie van de potentiële degradatie of toename maar ook snelheid verkregen worden. Ook is het mogelijk om op basis van de meetgegevens de resterende levensduur (Fitness-for-Service (FFS)) voor deze risicovolle gebieden te bepalen en te berekenen.
  • Als monitoringprogramma's worden gebruikt (als stand-alone of als onderdeel van een groter inspectieplan), is de vroege vaststelling van risicogebieden met onze techniek gegarandeerd, wat anders zou kunnen leiden tot onverwachte storingen en zelfs ongeplande stilstanden van de installatie. Hierdoor kunnen passende reparatieplannen vooraf opgesteld worden dewelke tijdens geplande stilstand uitgevoerd kunnen worden.
  • De ruwe data en de geëvalueerde data worden gearchiveerd en zijn ter vergelijking beschikbaar voor eventuele toekomstige herhalingsonderzoeken.