NACE TM0177 সলিউশন A-তে 24 ডিগ্রি এবং 80 ডিগ্রিতে সর্বাধিক অনুমোদিত সালফাইড স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং থ্রেশহোল্ড 316 স্টেইনলেস স্টীল হিটার শীথ প্রদর্শন করে

অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের SSC সংবেদনশীলতার তাপমাত্রা নির্ভরতা

টক পরিষেবা পরিবেশে (অয়েলফিল্ড ওয়াটার হিটার, জিওথার্মাল সিস্টেম, বা রিফাইনারি প্রসেস হিটার) সালফাইড স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং (SSC) এর ঝুঁকির তাপমাত্রা{-নিয়ন্ত্রণ একঘেয়ে নয়, অর্থাৎ ঝুঁকিটি শুধুমাত্র তাপমাত্রার কাজ নয়। ক্লোরাইড-প্ররোচিত SCC থেকে ভিন্ন যা তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে আরও গুরুতর, অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের SSC যেমন 316 এর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় সর্বাধিক সংবেদনশীলতা রয়েছে (20-30 ডিগ্রি), এবং উচ্চতর তাপমাত্রায় (80 ডিগ্রির বেশি) . 316 NACE ACE {7tC}%{1}5} সমাধান wt% অ্যাসিটিক অ্যাসিড, H2S এর সাথে 1 atm, pH ~ 2.7-3.0 তে সম্পৃক্ত) এর SSC-এর জন্য একটি থ্রেশহোল্ড স্ট্রেস রয়েছে 24 ডিগ্রিতে এর ফলন শক্তির প্রায় 60-70%। এর মানে হল যে 120-140 MPa (ফলন শক্তি ~ 205 MPa সহ annealed 316 এর জন্য) এর বেশি চাপ 720 ঘন্টার মধ্যে ক্র্যাকিং হতে পারে। 80 ডিগ্রীতে থ্রেশহোল্ড ফলন শক্তিতে পৌঁছানোর জন্য উপরের দিকে সরে যায় (200 MPa এর কাছাকাছি) যা উল্লেখযোগ্যভাবে কম SSC সংবেদনশীলতা দেখায়। এই কাগজে, 316টি খাপের জন্য SSC থ্রেশহোল্ডগুলি তাপমাত্রার একটি ফাংশন হিসাবে পরিমাপ করা হয়েছে।

তাপমাত্রার উৎপত্তি-নির্ভর SSC সংবেদনশীলতা

সালফাইড স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং ঘটে যখন ক্ষয় বিক্রিয়া (Fe + H2S → FeS + 2H) থেকে গঠিত পারমাণবিক হাইড্রোজেন ইস্পাতে ছড়িয়ে পড়ে এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারকে ক্ষয় করে। অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের জন্য, 316-এর মতো, হাইড্রোজেনের প্রসারণ ঘরের তাপমাত্রায় ধীর হয় কারণ মুখ-কেন্দ্রিক ঘনক (FCC) কাঠামোর ফলে হাইড্রোজেন ডিফিউসিভিটি কম হয় (প্রায় 10-12 থেকে 10-11 cm2/s তে 25 ডিগ্রিতে 10/6 সেমি স্টিফের জন্য)। যাইহোক, ঠান্ডা কাজ, উচ্চ কঠোরতা এবং উচ্চ স্থানচ্যুতি ঘনত্বের সাথে মিলিত, 316 সংবেদনশীল করতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রায় (> 60-80 ডিগ্রী) হাইড্রোজেনের বিচ্ছিন্নতা বৃদ্ধি পায়, তবে হাইড্রোজেনের সহনশীলতাও বৃদ্ধি পায় কারণ স্থানচ্যুতিগুলি স্থানীয় চাপ থেকে মুক্তি দিতে পারে। এছাড়াও তাপমাত্রার সাথে ক্ষয়ের হার বৃদ্ধি পায় যা বেশি হাইড্রোজেন উৎপাদনের দিকে পরিচালিত করে, কিন্তু হাইড্রোজেন পুনর্মিলন বিক্রিয়া উচ্চ তাপমাত্রায় H 2 S দ্বারা কম বিষাক্ত হয়। তাই 20 থেকে 40 ডিগ্রির মধ্যে এসএসসির জন্য সর্বাধিক সংবেদনশীলতা এবং 60 ডিগ্রির উপরে দ্রুত হ্রাসের নেট ফলাফল।

24 ডিগ্রী এবং 80 ডিগ্রীতে পরিমাপকৃত SSC সীমা

NACE TM0177 সলিউশন A-তে < 200 HV এর কঠোরতা সহ অ্যানিলড 316 স্টেইনলেস স্টিলের ধ্রুবক লোড SSC টেস্টিং, সাধারণ 720 ঘন্টা পরীক্ষার সময়কালে ক্র্যাকিংয়ের জন্য নিম্নলিখিত থ্রেশহোল্ড স্ট্রেসগুলি স্থাপন করেছে।

Temperature (°C) Material Condition Yield Strength (0.2% offset, MPa) Threshold Stress for SSC (MPa, 720h)Threshold Stress as % of Yield SSC Susceptibility Rating 24 Annealed (150-180 HV) 205 120-140 60-70% Moderate 24 Cold-worked (20%, 250-300 HV) 400-500 80-120 (absolute) 20-30% High 24 Hard-drawn (>35% CW, >350 HV) 550-700<50 (absolute) <10%Severe 80Annealed 190 (derated) 170-190 90-100% Low 80 Cold-worked (20%) 350-450 250-350 70-80% Moderate 80 Hard-drawn (>35% CW) 500-650 300-500 60-70% মাঝারি
কঠোরতা-এসএসসি প্রতিরোধের সমালোচনামূলক মিথস্ক্রিয়া

NACE MR0175/ISO 15156 (H₂S-ধারণকারী পরিবেশে উপকরণের স্পেসিফিকেশন) অনুসারে টক পরিষেবাতে অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের জন্য সর্বোচ্চ 22 HRC (প্রায় 250 HV) এর কঠোরতা অনুমোদিত। এই কঠোরতা সীমাটি সর্বাধিক 15-20% ঠান্ডা কাজের সাথে মিলে যায়। নীচের সারণীটি কঠোরতা সীমাবদ্ধতা এবং ঘরের তাপমাত্রায় এসএসসিতে তাদের প্রভাব প্রদান করে।

সর্বোচ্চ কঠোরতা (এইচআরসি) সর্বোচ্চ কঠোরতা (এইচভি) সমতুল্য কোল্ড ওয়ার্ক এসএসসি থ্রেশহোল্ড স্ট্রেস (এমপিএ, 24 ডিগ্রি, অ্যানিলড বেস) 316 NACE MR0175 প্রতি গ্রহণযোগ্য<15 <180 0-5% (annealed) 140 Yes (with qualification)
15-20 180-230 5-12% 120 হ্যাঁ (সীমিত)
20-22 230-250 12-18% 100 প্রান্তিক
22-25 250-280 18-25% 80 Unacceptable 25-30 280-330 25-35% 50 Unacceptable >30 >330 >35% <50 (extremely low) Unacceptable
টক পরিষেবা হিটার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহারিক সুপারিশ

নিম্নলিখিত সুপারিশগুলি H2S পরিষেবাতে ব্যবহারের জন্য 316 শীথযুক্ত হিটারের জন্য অপারেটিং তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে (0.05 psia-এর উপরে H2S-এর আংশিক চাপ বা তরল জলে 10 পিপিএম-এর উপরে ঘনত্ব)।

অপারেটিং তাপমাত্রা (ডিগ্রী) H2S আংশিক চাপ (psia) সর্বোচ্চ কঠোরতা (HRC/HV) প্রস্তাবিত পোস্ট-গঠন তাপ চিকিত্সা বিকল্প খাদ<30 <0.05 22/250 Stress relief 400-450°C 316 acceptable <30 0.05-0.5 20/230 Full solution anneal + stress relief 316L preferred <30 >0.5 18/210 Full solution anneal Duplex 2205 recommended 30-60 Any 22/250No need (reduced susceptibility) 316 acceptable 60-80 Any 25/280316 accept None necessary (low susceptibility) >80 যে কোনো (কোনও SSC ঝুঁকি নেই)316 সম্পূর্ণরূপে গ্রহণযোগ্য কোনোটির প্রয়োজন নেই
এসএসসি ত্রুটির ক্ষেত্রের নির্ণয়

316 হিটার শীথগুলিতে SSC থেকে ক্র্যাকিং সাধারণত আন্তঃগ্রানুলার না হয়ে ট্রান্সগ্রানুলার (শস্যের মাধ্যমে) হয়, প্রায়শই ক্লোরাইড SCC-এর মতো শাখায় কিন্তু যথেষ্ট ক্লোরাইডের অভাব থাকে। ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠের সামান্য প্লাস্টিকের বিকৃতি রয়েছে যা সমতল এবং পার্শ্বযুক্ত হতে পারে। ফাটল ধরার সবচেয়ে সম্ভাবনাময় স্থান হল ঠান্ডা-কাজ করা এলাকা (যেমন বাঁকের বাইরের ব্যাসার্ধ) এবং তাপমাত্রা 60 ডিগ্রির নিচে। যদি H 2 S সহ একটি টক জলের সিস্টেম থেকে একটি হিটার ব্যর্থ হয়, এবং ভাঙ্গনটি একটি বাঁক বা ঠান্ডা-কাজের জায়গায় হয় এবং পরিষেবার তাপমাত্রা 50 ডিগ্রি পরিবেষ্টিত হয়, কঠোরতা নির্বিশেষে যদি কঠোরতা 250 HV-এর কাছাকাছি হয় তবে SSC-কে সন্দেহ করা উচিত।

উপসংহার: তাপমাত্রা এবং কঠোরতা নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে এসএসসি ঝুঁকি নিয়ন্ত্রণ

316 stainless steel encased heaters in sour service (H2S-containing environments) have peak vulnerability to SSC at ambient to 40°C, and drops dramatically above 60°C. The threshold stress for SSC in NACE TM0177 Solution A at 24°C is about 60-70% of yield strength (120-140 MPa for annealed 316). At 80C the threshold climbs to near yield strength (170-190 MPa) suggesting substantially lesser danger. For sour service with 316 sheaths, NACE MR0175 requires that the hardness does not exceed 22 HRC (250 HV) when operating below 60°C. Hardness is less important for higher temperature operations (>60 ডিগ্রী) তাই 316 নিরাপদে ব্যবহার করা যেতে পারে এমনকি ঠান্ডা কাজের উচ্চ স্তরেও। এখানে বর্ণিত এই কাঠামোটি ক্রেতাদের তাপমাত্রা, কঠোরতা এবং SSC থ্রেশহোল্ড স্ট্রেস সম্পর্কিত করে টক অবস্থায় সালফাইড স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং প্রতিরোধী 316 শীথ নির্বাচন করতে দেয়।