بررسي تخريب خطوط لوله نفت و گاز فولادي بوسيله ترك‌هاي هيدروژني

Investigation of Oil and Natural Gas Pipelines Failure By Hydrogen Induced Cracking

تركهاي هيدروژني به عنوان يك عامل كليدي در زمينه تخريب خطوط لوله شناخته شده اند. بر اثر اين نوع تخريب، اتم‌هاي هيدروژن آزاد شده از فرايند خوردگي بين سطح لوله و سولفيد هيدروژن، روي سطح لوله انباشته شده و طي گذشت زمان به درون ساختار فولاد نفوذ كرده و در نواقص ساختاري مانند آخالها، مرزدانه ها، تله‌هاي هيدروژني و نابجايي‌ها انباشته شده و در تركيب با هم مولكول‌هاي گازي را شكل مي دهند. اين فرايند فشار زيادي ايجاد كرده و زمينه ساز شروع ترك هيدروژني مي شود. عوامل زيادي در شروع و انتشار اين پديده مؤثرند، مانند آخال‌هاي غير فلزي، تله‌هاي هيدروژني، جهت گيري دانه‌ها و نوع مرزدانه ها. طي سال‌هاي اخير محققين توانسته اند با روش كنترل بافت و مهندسي مرزدانه تا حد زيادي مقاومت فولاد به ترك هيدروژني را افزايش دهند. در اين مقاله سعي شده است با استفاده از نتايج حاصل از مقالات روز دنيا به تشريح مكانيزم تركهاي هيدروژني و عوامل تأثير گذار در اين زمينه، پرداخته و روش‌هاي كارآمد براي افزايش مقاومت فولاد به اين نوع ترك بيان گردد.

According to the latest survey literature on destructive factors of steel pipelines, hydrogen induced cracking has been recognized as a key factor. During this type of destruction, the hydrogen atoms, produced from the corrosion process between the pipe surface and hydrogen sulfide, accumulate on the surface of the pipe and penetrate into the steel microstructure over time. These atoms are stacked in structural defects, such as inclusions, grain boundaries, hydrogen traps, dislocations, and are combined together to form hydrogen molecules. This process creates a high pressure and provides the basis for starting hydrogen induced cracks. Many factors contribute in initiation and propagation of these cracks, such as nonmetallic inclusions, hydrogen traps, orientation of grains and type of grain boundaries. In this paper, it is attempted to accurately discuss the mechanism of failure by hydrogen induced cracking and their affected parameters using the obtained results.