Nứt do ăn mòn ứng suất trong thép: Phát hiện, tác động và phòng ngừa

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) là một chế độ hỏng hóc đặc trưng bởi sự nứt cục bộ, tiến triển của vật liệu thép chịu ứng suất kéo và môi trường ăn mòn cùng lúc. Nó biểu hiện dưới dạng các vết nứt giòn, liên hạt hoặc xuyên hạt phát triển theo thời gian, thường không có cảnh báo trước đáng kể. SCC là mối quan tâm quan trọng trong kiểm soát chất lượng thép vì nó có thể dẫn đến hỏng hóc đột ngột, thảm khốc của các thành phần kết cấu, đặc biệt là trong môi trường có các tác nhân ăn mòn như clorua, sunfat hoặc các hóa chất ăn mòn khác.

Trong khuôn khổ rộng hơn của đảm bảo chất lượng thép và thử nghiệm vật liệu, SCC đại diện cho sự tương tác phức tạp giữa ứng suất cơ học, quá trình ăn mòn điện hóa và khả năng nhạy cảm của cấu trúc vi mô. Việc nhận biết và giảm thiểu SCC là điều cần thiết để đảm bảo tính toàn vẹn, an toàn và độ tin cậy lâu dài của các kết cấu thép, đường ống, bình chịu áp suất và các thành phần quan trọng khác. Đây là ví dụ điển hình về cách các yếu tố môi trường và đặc tính vật liệu hội tụ để ảnh hưởng đến hiệu suất của thép trong quá trình sử dụng.

Bản chất vật lý và nền tảng luyện kim

Biểu hiện vật lý

Ở cấp độ vĩ mô, SCC xuất hiện dưới dạng các vết nứt nhỏ, thường là các vết nứt dạng sợi tóc có thể nhìn thấy trên bề mặt hoặc ngay bên dưới bề mặt. Các vết nứt này thường theo ranh giới hạt hoặc lan truyền xuyên hạt, tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể. Trong nhiều trường hợp, các vết nứt được định hướng vuông góc với ứng suất kéo được áp dụng và có thể đi kèm với các sản phẩm ăn mòn như rỉ sét hoặc cặn bẩn.

Về mặt vi mô, SCC biểu hiện dưới dạng các vết nứt liên hạt hoặc xuyên hạt với các đặc điểm đặc trưng như bề mặt gãy giòn, lỗ rỗng siêu nhỏ và hố ăn mòn. Các vết nứt thường bắt đầu ở các khuyết tật bề mặt, tạp chất hoặc tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô, sau đó lan truyền dần dần dưới ứng suất kéo dài và sự tấn công ăn mòn. Sự hiện diện của các sản phẩm ăn mòn bên trong các bức tường nứt và dọc theo đường nứt là một đặc điểm của SCC.

Cơ chế luyện kim

Cơ chế cơ bản của SCC liên quan đến tương tác hiệp đồng giữa ứng suất kéo, môi trường ăn mòn và cấu trúc vi mô của thép. Về mặt cấu trúc vi mô, SCC được thúc đẩy bởi các phản ứng điện hóa cục bộ tại đầu vết nứt, nơi sự hòa tan anot xảy ra chủ yếu dọc theo ranh giới hạt hoặc các đặc điểm cấu trúc vi mô cụ thể.

Quá trình này bắt đầu bằng việc bắt đầu các vết nứt nhỏ tại các bộ tập trung ứng suất như tạp chất, các hạt pha thứ hai hoặc các khuyết tật bề mặt. Dưới tác động của môi trường ăn mòn, các vết nứt nhỏ này mở rộng thông qua quá trình hòa tan anot cục bộ, làm yếu vật liệu theo các đường dẫn cụ thể. Cấu trúc vi mô, bao gồm kích thước hạt, phân bố pha và hàm lượng tạp chất, ảnh hưởng đến khả năng bị ảnh hưởng; ví dụ, các hạt thô hoặc mức tạp chất cao có thể thúc đẩy quá trình bắt đầu và lan truyền vết nứt.

Thành phần thép đóng vai trò quan trọng: các nguyên tố hợp kim như crom, niken và molypden có thể tăng khả năng chống ăn mòn, giảm nguy cơ SCC. Ngược lại, hàm lượng tạp chất cao như lưu huỳnh hoặc phốt pho có thể làm tăng khả năng bị ăn mòn. Các điều kiện xử lý, bao gồm xử lý nhiệt, gia công nguội và hoàn thiện bề mặt, cũng ảnh hưởng đến các đặc điểm cấu trúc vi mô ảnh hưởng đến hành vi SCC.

Hệ thống phân loại

SCC được phân loại dựa trên môi trường, đặc điểm cấu trúc vi mô và mức độ nghiêm trọng của vết nứt. Tiêu chí phân loại phổ biến bao gồm:

• Loại môi trường : SCC do clorua, SCC do sunfat hoặc các môi trường ăn mòn cụ thể khác.
• Hình thái vết nứt : Liên hạt (dọc theo ranh giới hạt) hoặc xuyên hạt (xuyên qua hạt).
• Mức độ nghiêm trọng : Dựa trên chiều dài, mật độ và độ sâu của vết nứt, thường được phân loại thành nhẹ, trung bình hoặc nghiêm trọng.

Các hệ thống phân loại chuẩn hóa, chẳng hạn như các hệ thống được nêu trong ASTM G36 hoặc ISO 7539-4, cung cấp các hướng dẫn để đánh giá mức độ dễ bị SCC và mức độ nghiêm trọng. Ví dụ, mức độ nghiêm trọng có thể dao động từ Cấp độ 1 (vết nứt nhỏ, cục bộ) đến Cấp độ 4 (vết nứt rộng, xuyên qua độ dày). Các phân loại này hỗ trợ các kỹ sư đánh giá rủi ro và xác định các biện pháp giảm thiểu phù hợp.

Phương pháp phát hiện và đo lường

Kỹ thuật phát hiện chính

Việc phát hiện SCC bao gồm sự kết hợp giữa kiểm tra trực quan, thử nghiệm không phá hủy (NDT) và phân tích trong phòng thí nghiệm.

• Kiểm tra bằng mắt : Bước đầu tiên, đặc biệt là đối với các vết nứt vỡ bề mặt, bao gồm việc kiểm tra cẩn thận dưới ánh sáng và độ phóng đại thích hợp. Ăn mòn bề mặt, đổi màu hoặc biến dạng có thể chỉ ra SCC bên dưới.

• Kiểm tra siêu âm (UT) : Sử dụng sóng âm tần số cao để phát hiện vết nứt dưới bề mặt. Các chế độ sóng dọc và sóng cắt có thể xác định độ sâu và hướng của vết nứt, đặc biệt khi kết hợp với các kỹ thuật mảng pha.

• Kiểm tra bằng tia X (RT) : Sử dụng tia X hoặc tia gamma để hình dung các vết nứt bên trong. Có hiệu quả trong việc phát hiện SCC xuyên độ dày trong các thành phần dày.

• Kiểm tra hạt từ (MT) : Thích hợp cho thép sắt từ, MT phát hiện các vết nứt bề mặt và gần bề mặt bằng cách áp dụng từ trường và các hạt sắt.

• Kiểm tra dòng điện xoáy (ECT) : Nhạy cảm với các khuyết tật bề mặt và gần bề mặt, đặc biệt là ở các tấm thép mỏng hoặc các thành phần.

• Thử nghiệm cơ học nứt : Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm như thử nghiệm tốc độ biến dạng chậm (SSRT) hoặc đo tốc độ phát triển vết nứt đánh giá khả năng bị nứt và hành vi lan truyền vết nứt trong điều kiện được kiểm soát.

Nguyên lý vật lý đằng sau các phương pháp này khác nhau: siêu âm và chụp X-quang dựa trên tương tác sóng với các điểm không liên tục, trong khi phương pháp từ tính và dòng điện xoáy phát hiện những thay đổi về tính chất từ ​​do vết nứt gây ra.

Tiêu chuẩn và thủ tục thử nghiệm

Các tiêu chuẩn quốc tế có liên quan bao gồm ASTM G36 (Phương pháp thử tiêu chuẩn để phát hiện nứt ăn mòn ứng suất trong thép), ISO 7539-4 và EN 10288. Quy trình thông thường bao gồm:

1. Chuẩn bị mẫu : Làm sạch và xử lý bề mặt mẫu để loại bỏ chất gây ô nhiễm và lớp oxit, đảm bảo phát hiện chính xác.
2. Xử lý môi trường : Tiếp xúc mẫu với môi trường ăn mòn được kiểm soát, chẳng hạn như dung dịch clorua, ở nhiệt độ và thời gian quy định.
3. Áp dụng ứng suất : Áp dụng ứng suất kéo, tĩnh hoặc tuần hoàn, ở mức độ được xác định trước tương ứng với giới hạn chảy của vật liệu.
4. Thời gian thử nghiệm : Duy trì môi trường và áp lực trong một khoảng thời gian nhất định, thường kéo dài từ vài giờ đến vài tuần, tùy thuộc vào thử nghiệm.
5. Kiểm tra và Đánh giá : Sử dụng phương pháp NDT để xác định vết nứt, ghi lại vị trí, kích thước và hình thái của chúng.
6. Ghi dữ liệu : Ghi lại tất cả các thông số, bao gồm mức độ ứng suất, điều kiện môi trường và các đặc điểm vết nứt quan sát được.

Các thông số quan trọng bao gồm hệ số cường độ ứng suất, nhiệt độ và thành phần môi trường, ảnh hưởng đến sự khởi đầu và phát triển của SCC.

Yêu cầu mẫu

Các mẫu phải đại diện cho thành phần thực tế, với bề mặt hoàn thiện và cấu trúc vi mô tương tự như điều kiện sử dụng. Xử lý bề mặt bao gồm làm sạch, đánh bóng hoặc khắc để lộ các đặc điểm cấu trúc vi mô và tạo điều kiện phát hiện vết nứt.

Các mẫu thường được chuẩn bị với hình dạng cụ thể, chẳng hạn như các mẫu có khía hoặc có vết nứt trước, để đẩy nhanh quá trình thử nghiệm hoặc mô phỏng các điều kiện dịch vụ. Việc lựa chọn mẫu phù hợp đảm bảo kết quả thử nghiệm có giá trị và có thể tái tạo.

Độ chính xác đo lường

Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào phương pháp phát hiện. Các kỹ thuật siêu âm và chụp X-quang có độ nhạy cao nhưng đòi hỏi hiệu chuẩn và chuyên môn của người vận hành. Khả năng lặp lại được tăng cường thông qua các quy trình chuẩn hóa và kiểm soát môi trường.

Các nguồn lỗi bao gồm độ nhám bề mặt, tiếng ồn, độ trôi hiệu chuẩn thiết bị và cách diễn giải của người vận hành. Để đảm bảo chất lượng đo lường, nên hiệu chuẩn thường xuyên, đo nhiều lần và xác thực chéo bằng các phương pháp khác nhau.

Định lượng và Phân tích dữ liệu

Đơn vị đo lường và thang đo

Chiều dài và độ sâu của vết nứt thường được đo bằng milimét hoặc inch. Mức độ nghiêm trọng có thể được thể hiện theo định tính (ví dụ: nhẹ, trung bình, nghiêm trọng) hoặc định lượng thông qua chiều dài vết nứt, mật độ hoặc tốc độ phát triển vết nứt.

Tốc độ phát triển vết nứt thường được biểu thị bằng milimét mỗi năm (mm/năm) hoặc độ biến dạng vi mô mỗi chu kỳ, tùy thuộc vào bối cảnh thử nghiệm. Đối với phân tích thống kê, dữ liệu có thể được chuẩn hóa hoặc chuyển đổi thành điểm chuẩn.

Giải thích dữ liệu

Kết quả thử nghiệm được giải thích dựa trên ngưỡng đã thiết lập:

• Chiều dài vết nứt : Ví dụ, vết nứt vượt quá 10 mm có thể được coi là nghiêm trọng.
• Mật độ vết nứt : Mật độ vết nứt nhỏ cao cho thấy khả năng bị nứt tăng cao.
• Tốc độ phát triển vết nứt : Tốc độ phát triển trên một giá trị nhất định cho thấy nguy cơ SCC cao.

Tiêu chuẩn chấp nhận phụ thuộc vào ứng dụng; ví dụ, đường ống có thể có độ sâu vết nứt tối đa cho phép theo từng mã. Kết quả được liên hệ với các đặc tính vật liệu như độ bền kéo, độ dẻo và khả năng chống ăn mòn để đánh giá tác động đến hiệu suất.

Phân tích thống kê

Nhiều phép đo trên các mẫu vật cho phép đánh giá thống kê. Các kỹ thuật bao gồm tính toán giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và khoảng tin cậy để đánh giá tính biến thiên.

Kiểm định giả thuyết có thể xác định xem sự khác biệt về khả năng mắc SCC có ý nghĩa thống kê hay không. Kế hoạch lấy mẫu phải tuân theo các tiêu chuẩn như ASTM E1840, đảm bảo quy mô mẫu đủ lớn để đưa ra kết luận đáng tin cậy.

Tác động đến tính chất và hiệu suất của vật liệu

Tài sản bị ảnh hưởng	Mức độ tác động	Rủi ro thất bại	Ngưỡng quan trọng
Độ bền kéo	Vừa phải	Cao	Giảm >10% so với ban đầu
Độ dẻo	Có ý nghĩa	Cao	Độ dẻo dưới mức thông số kỹ thuật tối thiểu
Cuộc sống mệt mỏi	Nghiêm trọng	Rất cao	Sự khởi đầu nứt ở chu kỳ thấp
Chống ăn mòn	Sự suy thoái	Tăng	Mất lớp màng bảo vệ hoặc lớp phủ toàn vẹn

SCC làm giảm trực tiếp tính toàn vẹn cơ học của thép bằng cách tạo ra các đường nứt tạo điều kiện cho gãy dưới tải trọng dịch vụ. Sự hiện diện của các vết nứt làm giảm khả năng chịu tải và đẩy nhanh các cơ chế hỏng hóc như mỏi hoặc gãy giòn.

Mức độ nghiêm trọng của SCC tương quan với độ dẻo giảm và khả năng dễ bị hỏng đột ngột tăng. Khi vết nứt lan rộng, diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng giảm, dẫn đến độ bền kéo giảm và nguy cơ vỡ thảm khốc tăng.

Mối quan hệ giữa mức độ nghiêm trọng của SCC và hiệu suất dịch vụ là phi tuyến tính; các vết nứt nhỏ có thể lành tính, nhưng khi đạt đến kích thước quan trọng, nguy cơ hỏng hóc tăng nhanh chóng. Việc giám sát đúng cách và phát hiện sớm là rất quan trọng để ngăn ngừa tai nạn.

Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng

Nguyên nhân liên quan đến quá trình

Các quy trình sản xuất ảnh hưởng đến khả năng mắc bệnh SCC thông qua trạng thái ứng suất dư và cấu trúc vi mô:

• Hàn : Ứng suất dư cao và những thay đổi về cấu trúc vi mô tại vùng hàn có thể thúc đẩy quá trình hình thành SCC.
• Xử lý nhiệt : Tốc độ làm mát không phù hợp có thể tạo ra các cấu trúc vi mô dễ bị ăn mòn, chẳng hạn như các hạt thô hoặc vùng nhạy cảm.
• Làm việc nguội : Gây ra ứng suất dư và mật độ sai lệch có thể tạo điều kiện cho vết nứt hình thành.
• Hoàn thiện bề mặt : Bề mặt gồ ghề hoặc khuyết tật bề mặt đóng vai trò là nơi tập trung ứng suất, làm tăng nguy cơ SCC.

Các điểm kiểm soát quan trọng bao gồm duy trì các thông số xử lý nhiệt tối ưu, kiểm soát ứng suất dư thông qua giảm ứng suất và đảm bảo chất lượng bề mặt.

Yếu tố thành phần vật liệu

Thành phần hóa học ảnh hưởng đáng kể đến khả năng mắc bệnh SCC:

• Crom, Niken, Molypden : Các nguyên tố hợp kim tăng cường khả năng chống ăn mòn và giảm nguy cơ SCC.
• Tạp chất : Lưu huỳnh, phốt pho và các tạp chất khác làm tăng tính không đồng nhất và dễ bị tổn thương của cấu trúc vi mô.
• Hàm lượng cacbon : Hàm lượng cacbon cao có thể dẫn đến kết tủa cacbua, nhạy cảm hóa và ăn mòn giữa các hạt.

Hợp kim được thiết kế cho môi trường ăn mòn thường chứa các thành phần bảo vệ và mức độ tạp chất thấp để giảm thiểu SCC.

Ảnh hưởng của môi trường

Các yếu tố môi trường đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển SCC:

• Ion clorua : Thường gặp trong môi trường biển hoặc phá băng, chúng làm tăng tốc độ ăn mòn tại chỗ.
• Nhiệt độ : Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ ăn mòn và tốc độ khuếch tán, thúc đẩy SCC.
• Độ ẩm : Tiếp xúc liên tục với độ ẩm sẽ duy trì các phản ứng điện hóa.
• Mức pH : Môi trường có tính axit làm tăng tốc độ ăn mòn.

Môi trường dịch vụ có hóa chất mạnh hoặc điều kiện thay đổi có thể gây ra hoặc đẩy nhanh quá trình SCC.

Tác động của lịch sử luyện kim

Các bước xử lý trước đó ảnh hưởng đến các đặc điểm cấu trúc vi mô chi phối SCC:

• Cấu trúc vi mô : Các hạt thô, vùng nhạy cảm hoặc phân bố pha ảnh hưởng đến quá trình hình thành vết nứt.
• Ứng suất dư : Làm việc nguội hoặc hàn tạo ra ứng suất dư đóng vai trò là lực đẩy.
• Kết tủa và tạp chất : Các tạp chất phi kim loại hoặc kết tủa cacbua đóng vai trò là vị trí bắt đầu.
• Xử lý nhiệt trước đó : Có thể thay đổi kích thước hạt, thành phần pha và khả năng chống ăn mòn.

Hiểu biết về lịch sử luyện kim giúp dự đoán khả năng mắc SCC và đưa ra các biện pháp phòng ngừa.

Chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu

Biện pháp kiểm soát quy trình

Việc ngăn ngừa SCC bắt đầu bằng việc kiểm soát quy trình chặt chẽ:

• Xử lý nhiệt tối ưu : Đạt được cấu trúc vi mô đồng nhất, giảm thiểu độ nhạy cảm và giải phóng ứng suất dư.
• Hàn có kiểm soát : Sử dụng kỹ thuật hàn ứng suất thấp, xử lý nhiệt sau hàn và vật liệu hàn thích hợp.
• Hoàn thiện bề mặt : Bề mặt nhẵn làm giảm các điểm tập trung ứng suất; lớp phủ có thể tạo ra rào cản chống lại các tác nhân ăn mòn.
• Kiểm soát môi trường : Hạn chế tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt trong quá trình sản xuất và bảo dưỡng.

Việc theo dõi liên tục các thông số quy trình đảm bảo chất lượng đồng nhất và giảm rủi ro SCC.

Phương pháp thiết kế vật liệu

Thiết kế vật liệu chịu lực bao gồm:

• Hợp kim : Kết hợp các nguyên tố chống ăn mòn như crom và molypden.
• Kỹ thuật vi cấu trúc : Thúc đẩy các vi cấu trúc mịn, đồng nhất, ít có khả năng nứt.
• Xử lý nhiệt : Sử dụng phương pháp ủ và ram dung dịch để giảm ứng suất dư và ổn định cấu trúc vi mô.
• Xử lý bề mặt : Áp dụng biện pháp thụ động hóa, phủ lớp hoặc làm cứng bề mặt để tăng khả năng chống ăn mòn.

Việc lựa chọn vật liệu cần phải cân nhắc đến điều kiện môi trường và tải trọng sử dụng.

Kỹ thuật khắc phục

Nếu phát hiện SCC trước khi hỏng:

• Sửa chữa mối hàn : Loại bỏ các vùng nứt và áp dụng lớp phủ hoặc lớp ốp mối hàn.
• Giảm ứng suất : Xử lý nhiệt sau khi hư hỏng có thể làm giảm ứng suất còn sót lại.
• Lớp phủ và rào cản : Áp dụng lớp phủ bảo vệ để ngăn chặn sự tấn công tiếp theo của môi trường.
• Thay thế linh kiện : Trong những trường hợp nghiêm trọng, có thể cần phải thay thế các bộ phận bị ảnh hưởng.

Tiêu chí chấp nhận đối với các sản phẩm được khắc phục phụ thuộc vào kích thước vết nứt còn lại và mức độ quan trọng của thành phần.

Hệ thống đảm bảo chất lượng

Việc triển khai các hệ thống QA mạnh mẽ bao gồm:

• Kiểm tra thường xuyên : Kiểm tra NDT theo lịch trình trong quá trình sản xuất và bảo trì.
• Chứng nhận vật liệu : Xác minh sự phù hợp của thành phần hóa học và cấu trúc vi mô.
• Giám sát môi trường : Theo dõi tình trạng dịch vụ để dự đoán rủi ro SCC.
• Tài liệu : Lưu giữ hồ sơ chi tiết về các cuộc kiểm tra, thử nghiệm và thông số quy trình.
• Đào tạo : Đảm bảo nhân viên có kỹ năng về kỹ thuật phát hiện và giải thích.

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn như ASTM, ISO và EN đảm bảo chất lượng và độ an toàn đồng nhất.

Ý nghĩa công nghiệp và các nghiên cứu điển hình

Tác động kinh tế

SCC có thể dẫn đến chi phí đáng kể:

• Sửa chữa và thay thế : Những hỏng hóc không mong muốn có thể dẫn đến thời gian chết và sửa chữa tốn kém.
• Giảm năng suất : Kiểm tra và bảo trì làm giảm hiệu quả hoạt động.
• Trách nhiệm và bảo hành : Sự cố có thể dẫn đến khiếu nại pháp lý và tổn hại đến uy tín.
• Sửa đổi thiết kế : Việc cải tạo hoặc thiết kế lại các thành phần sẽ làm tăng chi phí dự án.

Các biện pháp phòng ngừa tuy tốn kém lúc đầu nhưng lại giúp tiết kiệm chi phí đáng kể về lâu dài.

Các ngành công nghiệp bị ảnh hưởng nhiều nhất

• Đường ống dẫn dầu và khí đốt : Tiếp xúc với môi trường giàu clorua khiến SCC trở thành mối quan tâm hàng đầu.
• Kết cấu biển : Nước mặn làm tăng tốc độ SCC trong các thành phần thép.
• Nhà máy chế biến hóa chất : Môi trường có tính axit và clorua thúc đẩy SCC.
• Nhà máy điện : Lò hơi và hệ thống làm mát dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn.

Các lĩnh vực này ưu tiên giảm thiểu SCC vì lý do an toàn và kinh tế.

Ví dụ về nghiên cứu tình huống

Một trường hợp đáng chú ý liên quan đến đường ống áp suất cao ở vùng ven biển gặp sự cố đột ngột. Phân tích nguyên nhân gốc rễ cho thấy SCC do clorua gây ra bắt đầu tại các vùng hàn, trầm trọng hơn do ứng suất dư. Các hành động khắc phục bao gồm xử lý nhiệt sau hàn, thụ động hóa bề mặt và tăng cường các giao thức kiểm tra. Trong những năm tiếp theo, các sự cố đã giảm đáng kể, chứng minh hiệu quả của các chiến lược phòng ngừa tích hợp.

Bài học kinh nghiệm

Những thất bại trong lịch sử của SCC đã nhấn mạnh tầm quan trọng của:

• Phát hiện sớm thông qua phương pháp NDT tiên tiến.
• Lựa chọn vật liệu phù hợp với điều kiện môi trường.
• Xử lý nhiệt và quản lý ứng suất thích hợp.
• Chương trình giám sát và bảo trì liên tục.

Các tiêu chuẩn và tiến bộ công nghệ liên tục cải thiện việc quản lý SCC, giảm thiểu rủi ro và nâng cao độ bền của thép.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các lỗi hoặc thử nghiệm liên quan

• Mỏi do ăn mòn : Sự phát triển vết nứt do ứng suất tuần hoàn trong môi trường ăn mòn, thường liên quan nhưng có thể phân biệt được với SCC.
• Giòn do hydro : Mất độ dẻo do hấp thụ hydro, có thể tạo điều kiện cho SCC.
• Giảm căng thẳng : Giảm căng thẳng còn lại theo thời gian, có khả năng ảnh hưởng đến khả năng mắc SCC.
• Các xét nghiệm khác : Kiểm tra tốc độ biến dạng chậm (SSRT), Phân cực điện hóa thế động và Phân tích cấu trúc vi mô bổ sung cho việc phát hiện SCC.

Hiểu được những hiện tượng liên quan này giúp phân tích lỗi toàn diện.

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật chính

• ASTM G36 : Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để phát hiện vết nứt ăn mòn ứng suất trong thép.
• ISO 7539-4 : Thử nghiệm ăn mòn ứng suất trong vật liệu kim loại.
• EN 10288 : Sản phẩm thép cho đường ống, bao gồm các cân nhắc về SCC.
• NACE MR0175/ISO 15156 : Tiêu chuẩn cho vật liệu trong môi trường hydro sunfua, có liên quan đến đánh giá rủi ro SCC.

Tiêu chuẩn khu vực có thể nêu rõ các yêu cầu bổ sung cho các ứng dụng cụ thể.

Công nghệ mới nổi

Những tiến bộ bao gồm:

• Giám sát phát xạ âm thanh : Phát hiện sự phát triển của vết nứt theo thời gian thực.
• Chụp X-quang kỹ thuật số : Độ phân giải nâng cao để phát hiện khuyết tật bên trong.
• Phân tích nhiễu điện hóa : Cảnh báo sớm hoạt động ăn mòn.
• Kỹ thuật vi cấu trúc : Phát triển hợp kim có vi cấu trúc phù hợp để chống lại SCC.
• Thuật toán học máy : Mô hình dự đoán dựa trên dữ liệu về khả năng mắc SCC.

Những phát triển trong tương lai nhằm mục đích cải thiện khả năng phát hiện sớm, bảo trì dự đoán và thiết kế vật liệu để giảm thiểu hiệu quả rủi ro SCC.

---

Bài viết toàn diện này cung cấp hiểu biết sâu sắc về Nứt do ăn mòn ứng suất trong ngành thép, bao gồm các khái niệm cơ bản, phương pháp phát hiện, tác động, nguyên nhân, chiến lược phòng ngừa và sự liên quan của ngành. Việc áp dụng đúng kiến ​​thức này sẽ nâng cao độ bền và an toàn của thép trong các môi trường khắc nghiệt.