Sulfide stress corrosion cracking and hydrogen induced cracking

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A case study published in « Case Studies in Engineering Failure Analysis » on www.sciencedirect.com.

The wellhead flow control valve bodies which are the focal point of this failure case study were installed in some of the upstream facilities of Khangiran’s sour gas wells. These valve bodies have been operating satisfactorily for 3 years in wet H2S environment before some pits and cracks were detected in all of them during the periodical technical inspections. During investigation many cracks were observed on the inner surface of the valve body grown from the surface pits. The results indicate that flow control valve body failed due to combination of hydrogen induced corrosion cracking (HICC) and sulfide stress corrosion cracking (SSCC). According to HIC and SSC laboratory tests and also with regard to cost of engineering materials, it was evident that the best alternative for the valve body alloy is A217-WC9 cast Cr–Mo steel.

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Hydrogen Embrittlement of Industrial Components: Prediction, Prevention, and Models

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A paper find on ResearchGate and published in « Corrosion-Houston_Texas « – July 2016.

This paper gives an overview of the application of a model for structural integrity analysis of boiler tubes made of plain carbon steel exposed during operation to a local corrosion process and multiple hydrogen assisted degradation processes: hydrogen embrittlement and high-temperature hydrogen attack. The model is based on the correlation of mechanical properties to scanning electron microscopy fractography analysis of fracture surfaces in the presence of simultaneously active hydrogen embrittlement micro-mechanisms. The proposed model is practical for use as a predictive maintenance in power plants, as it is based on the use of standard macro-mechanical tests.

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Fragilisation par hydrogène d’un cupro-béryllium

nuzzle 3D printerNous rapportons ici un article de Engineering Systems, Inc., (ESI) au USA,  publié sur www.esi-website.com. L’article concerne l’analyse des causes de rupture intergranulaire de buses en cupro-béryllium C17200 équipant une imprimante 3D. Les buses se sont rompues en service à haute température (210-300°C).

Les résultats des analyses réalisées amènent à la conclusion qu’il s’agit d’un phénomène de rupture intergranulaire due à une fragilisation par hydrogène sur un alliage de cuivre riche en oxygène.

Ce type de fragilisation n’est pas courant, n’hésitez pas à contacter les experts défaillances du Cetim et ses partenaires.

Lire l’article dans son intégralité

Hydrogen embrittlement in steel fasteners

hydrogen embrittlementThis paper is published on http://www.boltcouncil.org by Salim Brahimi, President at IBECA Technologies Corp, Chairman, Committee F16 (Fasteners) at ASTM International, The objective of this paper is to distil the latest knowledge related to hydrogen embrittlement into know-how in a manner that is complete yet simple, and directly applicable to fasteners. The topic is divided into basic components. First is a description of the theory and mechanism of hydrogen damage, followed by a discussion of conditions that are necessary for hydrogen embrittlement failure to occur. The fundamentals are followed by a description of HE test methods, guidelines for processing, surface cleaning, coating (particularly electroplating), and baking.

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Defects and long term crack growth in rolled bars

Thesis WorkA Thesis work of  Högskolan Dalarna, Falun, Sweden online on http://www.diva-portal.org/.

This work has had the purpose to examine defects and the cause of crack growth during long termstorage in rolled bars. The bars in question are rolled and stored at Ovako in Hofors. The problem is approached by theoretically examining the possibilities of hydrogen damage, room temperature creep and naturally occurring porosity.

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Hydrogen embrittlement failure of box-like link-plate

This paper present a failure analysis of box-like link-plate. The failed link-plate is fabricated from 42CrMo steel and the surface of internal hole is demanded to be induction-hardened.

Evidences indicate that the failure of link-plate is due to hydrogen. The possible source for hydrogen was introduced during melting and casting process. A great number of non-metallic inclusions in the link-plate material acted as traps of hydrogen.

Via : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630713000617

Ruptures prématurées : comment les éviter ?

Un article paru dans le numéro 218 de Cetim-Infos de juin 2012 fait le point sur la fragilisation par l’hydrogène des éléments de fixation.

Pour alléger les voitures et diminuer leur consommation, les constructeurs réduisent la masse des assemblages. Contrepartie : pour maintenir la sécurité, il faut augmenter la résistance mécanique des aciers. Problème : plus la résistance des aciers est élevée, plus les risques de fragilisation à l’hydrogène augmente. Des solutions existent !

L’ajout de chrome, de titane, de niobium ou de vanadium lors de l’élaboration de l’acier permet d’éviter la fragilisation par l’hydrogène.

Des études ont ainsi été menées avec le Cetim sur la fragilisation par l’hydrogène et l’analyse des causes de ruine des assemblages.

analyse de défaillance d’une soupape de sécurité

Encore un article intéressant paru dans Engineering Failure Analysis, Volume 23, July 2012, Pages 10–17 et sur  ScienceDirect.com.

L’analyse de défaillance de ressorts de soupape révèle un mécanisme de fissuration par l’hydrogène sulfuré. Le ressort est en acier inoxydable à durcissement structural A 17-7PH traité au maximum de sa dureté, or cet acier devient très sensible à la fissuration à l’hydrogène sulfuré lorsqu’il est traité à son maximum de dureté. Les ressorts utilisés en milieu chloruré et en présence de H2S doivent avoir une dureté parfaitement contrôlée pour éviter la fissuration induite par l’environnement.

Fragilisation par l’hydrogène des aciers

La fragilisation par l’hydrogène réduit la ductilité, souvent au point que les métaux se comportent comme des céramiques. Par ailleurs, la résistance à la fatigue et la ténacité sont également considérablement réduits. La rupture fragile se produit sans avertissement et peut être soit immédiate, dans les heures qui suivent la fabrication, ou après des années de service. Des ruptures par fragilisation par l’hydrogène ont même été observées dans certaines parties non assemblées de pièces en stock, un phénomène connu sous le nom “shelf popping”.

Bien que la fragilisation par l’hydrogène se produise dans de nombreux alliages métalliques, l’acier à haute résistance semble être le plus sensible.

Le blog « Failure-analysis.info » propose une vue d’ensemble (3 articles) sur fragilisation par l’hydrogène uniquement des aciers à haute résistance, bien que les détails du phénomène  puissent s’appliquer généralement à d’autres métaux sensibles.