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Detailed mechanism of surface blistering in sour media

Mécanisme détaillé du cloquage superficiel en milieu H₂S

Consultant, 36 Chemin Mirassou, 64140 Lons, France

^* e-mail: jean-louis.crolet@wanadoo.fr

Received: 1 August 2018
Accepted: 12 November 2018

Abstract

The known occurrence or absence of surface blistering (SB) are reminded, either in field failures or in HIC testing in the laboratory, i.e. in sophisticated fitness for purpose tests at low pH or in simplified acceptance tests at conventional pH values (NACE TM 0284). A previous analysis of charging severity is also reminded, together with the presence of temporary degassing barriers. Then, through an accurate modelling of charging transients, significant overshots of the hydrogen content close to surface are shown to be present soon after immersion when looking for the most resistant steels in HIC testing on full thickness samples, so that SB can be met alone in such tests. On commissioning in the field, their magnitude is necessarily much lower, so that in field failures, SB is always met together with SWC in the bulk. Conversely, overshots are totally unlikely with small specimens, short durations and medium severity, and SB is never reported in TM 0284 tests. They are also made impossible in the field by a progressive commissioning, and SWC is often reported alone in field failures. Such agreement in a very complex situation is indeed one more indirect proof of the protonic nature of dissolved hydrogen in steel.

Résumé

On rappelle ce que l’on connaît sur la présence ou l’absence de cloquage superficiel (« SB »), soit dans les avaries en service, soit dans les essais de HIC en laboratoire, c’est-à-dire aussi bien les essais sophistiqués d’aptitude à l’emploi à bas pH, ou les essais de réception simplifiés à des pH conventionnels. On rappelle également une précédente analyse de la sévérité du chargement cathodique, ainsi que la présence de barrières temporaires au dégazage. Dans une modélisation très précise des transitoires de chargement, on montre ensuite la présence peu après l’immersion de pics temporaires de teneur en hydrogène près de la surface, lorsque l’on recherche des aciers très résistant au HIC sur des échantillons en pleine épaisseur, de sorte que l’on peut rencontrer du SB seul dans de tels essais. Ces pics sont nécessairement beaucoup moins marqués lors de la mise en service sur le terrain, de sorte que dans les avaries, le SB est toujours associé à du SWC en volume. À l’inverse, ces pics sont totalement improbables avec de petits échantillons, des durées courtes et des conditions moyennes, de sorte que l’on n’a jamais mentionné de SB dans les essais NACE TM 0284. De même, une mise en service progressive les rend totalement impossibles sur le terrain, et les avaries montrent souvent du SWC seul. Un tel accord dans une situation extrêmement complexe est, en fait, une preuve indirecte de plus de la nature protonique de l’hydrogène dissous dans l’acier.