Spannungskorrosionsrisse (SCC) zeichnen sich durch Risse aus, die sich entweder transgranulär oder intergranulär (entlang der Korngrenzen) ausbreiten. Es gibt verschiedene Arten von Spannungskorrosionsrissen (SCC), z. B. chloridinduzierte SCC und H2S-induzierte SCC.

Spannungsrisskorrosionsrisse (SS) entstehen aufgrund der kombinierten Aktion von drei Faktoren:

  1. Zugbelastung des Werkstoffes
  2. Ein korrosives Medium - insbesondere bei Belastung mit Chlorid oder Schwefelwasserstoff (H2S). Chloridinduzierte SCC treten normalerweise bei über 60 °C (140 °F) auf.
  3. Nutzung von Werkstoffen, die anfällig gegenüber Stresskorrosionsrissen (SCC) sind

Die Vorstufe von Spannungskorrosionsrissen bei chloridbelasteter Umgebung ist die Lochkorrosion. Diese tritt bei nicht ausreichend widerstandsfähigem Edelstahl auf.

Wie sich das Risiko von Spannungskorrosionsrissen (SCC) reduzieren lässt

Das Risiko von Spannungskorrosionsrissen (SCC) kann durch die Anlagenplanung und -projektierung minimiert werden. Besonders wichtig ist es, jegliche Konzentration von mechanischer Zugspannung, die an scharfen Kanten und Einschnitten auftritt, zu vermeiden. In vielen Fällen können Probleme mit Spannungskorrosionsrissen (SCC) durch die Wahl eines geeigneten Werkstoffs gelöst werden.

H2S-induzierte Spannungskorrosionsrisse (SCC)

Prozessflüssigkeiten in nassem oder saurem Betrieb in der Öl- und Gasindustrie enthalten oft eine gewisse Menge an Schwefelwasserstoff, H2S. Betrachtet man die Korrosivität einer sauren Prozessflüssigkeit, so müssen sowohl der Partialdruck von H2S als auch der pH-Wert beachtet werden. Auch Temperatur, Sauerstoff- und Chloridgehalt und das Vorhandensein von festen Teilchen, wie z. B. Sand, müssen miteinbezogen werden.

Es hat sich gezeigt, dass H2S-induzierter Spannungskorrosionsrisse am häufigsten bei Temperaturen um 80 °C (176 °F) auftreten. Risse können jedoch auch bei Temperaturen unter 60 °C (140 °F) auftreten.

Prüfung

Labortests können gemäß NACE TM0177 (5% NaCl und 0,5% Essigsäure gesättigt mit H2S) oder in einem relevanten simulierten Dienstumfeld bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck durchgeführt werden. Verschiedene Sandvik-Sorten, inklusive Sandvik SAF 2205, Sandvik SAF 2507, Sanicro 28, Sandvik 41 und Sandvik 254 SMO*, unterliegen dem Standard MR0175 und sollten daher keine weiteren Tests benötigen.

Chloridinduzierte Spannungskorrosionsrisse werden versuchsweise im Labor in chloridhaltiger Umgebung getestet. Tests können z. B. in kochendem 40% CaCl2 oder chloridhaltigem Wasser erfolgen.

Sorten mit hohem Widerstand gegenüber chloridinduzierten Spannungskorrosionsrissen (SCC)

Duplex-Edelstahl, austenitischer Edelstahl mit hohem Nickelgehalt (> 25%). Auch ferritische Stähle sind resistent gegen Rissbildung, können jedoch rosten.

Die folgenden Sandvik-Sorten verfügen über eine sehr guten bis exzellenten Widerstand gegenüber Spannungskorrosionsrissen (SCC):

  • Sandvik SAF 3207
  • Sandvik SAF 2707 HD
  • Sandvik SAF 2507
  • Sandvik SAF 2205
  • Sanicro 28
  • Sandvik 254 SMO*

Materialdatenblatt für Sandvik-Sorten

Sorten mit hohem Widerstand gegenüber H2S-induzierten Spannungskorrosionsrissen (SCC)

Für guten Widerstand gegenüber H2S-induzierten Spannungskorrosionsrissen (SCC) wird eine Legierung mit hohem Nickelgehalt empfohlen. Diese Art der Legierung wird heute für die meisten sauren Umgebungen verwendet. Eine Sandvik-Sorte mit sehr gutem Widerstand gegenüber Spannungskorrosionsrissen ist Sanicro 28. Für weniger anspruchsvolle Umgebungen kann Duplexstahl verwendet werden.

Die folgenden Sandvik-Sorten verfügen über eine sehr guten bis exzellenten Widerstand gegenüber H2S-induzierten Spannungskorrosionsrissen (SCC):

  • Sanicro 28
  • Sanicro 41
  • In manchen Fällen auch die Duplexsorten Sandvik SAF 2205, Sandvik SAF 2507, Sandvik SAF 2707 und Sandvik SAF 3207.

Materialdatenblatt für Sandvik-Sorten

Austenitische Stähle vom Typ ASTM 304 und 316 verfügen über begrenzten Widerstand gegenüber Spannungskorrosionsrissen (SCC), sogar bei sehr niedrigem Chloridgehalt und tiefer Temperatur.

Einige Fakten zu Spannungskorrosionsrissen (SCC)

  • Spannungskorrosionsrisse (SCC) zeichnen sich durch Risse aus, die sich entweder transgranulär oder intergranulär ausbreiten.
  • Spannungsrisskorrosionsrisse (SS) entstehen aufgrund der kombinierten Aktion von drei Faktoren; Zugbeanspruchung, ein korrosives Medium und empfindlicher Werkstoff
  • Es gibt verschiedene Arten von Spannungskorrosionsrissen (SCC), z. B. chloridinduzierte SCC und H2S-induzierte SCC.

* 254 SMO ist eine Marke von Outokumpu OY