Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Effect of thiosulfates on the susceptibility of duplex stainless steel to pitting and environmental assisted corrosion cracking
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Effekt av tiosulfat på duplexa ståls känslighet för punktfrätning, spännings-korrosion och vätesprickning (Swedish)
Abstract [en]

Laboratory studies in hydrogen sulfide containing environments of relevance for the oil and gas industry are difficult due to expensive equipment and health hazards. Thiosulfate has been suggested as a substitute to hydrogen sulfide for preliminary laboratory evaluations of different steel grades. Investigations were made in thiosulfate environments to study whether similar corrosion effects, previously observed on lower grades austenitic steel, also take place on corrosion resistant alloys such as duplex stainless steel 2205. The tests were focused on the critical pitting temperature (CPT) and on the occurrence of environmental assisted cracking (EAC). A modified version of the Avesta cell at deaerated conditions was used to conduct CPT tests. Slow strain rate tests at deaerated conditions were chosen to study the extent of EAC. The experimental conditions and solutions were selected to mimic the environment in the oil and gas industry as closely as possible.

The results showed a small effect of thiosulfate. Samples of 2205 underwent stress corrosion cracking (SCC), hydrogen embrittlement cracking (HEC) and pitting corrosion, but to a smaller extent compared with hydrogen sulfide environments. The investigation indicates a negligible lowering of the CPT at high chloride concentrations and of the formation of sulfur-rich corrosion products. Thiosulfate seemed to hinder pitting of grade 2205 at lower chloride concentrations. A low extent of hydrogen charging was observed in the samples tested for HEC and the ruptures were still partly ductile. Cracks occurred at SCC conditions at applied potentials of -100mV (vs. Ag/AgCl), but not below -200mV. Observed differences were small compared with similar exposures in pure chloride environments. All investigations indicate similar underlying mechanisms for corrosion of grade 2205 in thiosulfate solution as reported for hydrogen sulfide containing environments.

Abstract [sv]

Studier i vätesulfidmiljö inom olja- och gasindustrin är ofta komplicerade på grund av dyr utrusning och hälsofarliga egenskaper hos gasen. Det har föreslagits att tiosulfat kan användas som ersättning till vätesulfid för preliminär laborativ utvärdering av stål för dessa typer av miljöer. Duplex rostfritt stål 2205 har undersökts i tiosulfatmiljö för att klargöra om en liknande effekt som tidigare observerats för  låglegerade austenitiska stål även kan ses på korrosionsresistenta legeringar. De utförda testerna har fokuserat på den kritiska punktfrätningstemperaturen (CPT), spänningskorrosion (SCC) och vätesprickning (HEC). En modifierad version av Avestacellen i syrefri miljö har använts för att studier av CPT. För studier av SCC och HEC i syrefri miljö har en dragprovningsteknik kallad ”slow strain rate testing” (SSRT), använts. De lösningar och experimentella parametrar som användes valdes för att experimenten i största möjliga grad skulle återspegla en miljö som är relevant för olja- och gasindustrin.

Resultaten indikerar en liten effekt av tiosulfat på graden av SCC, HEC och punktfrätning, dock i mindre omfattning jämfört med vätesulfidmiljö. Testerna visade på en försumbar minskning av CPT i lösningar med hög kloridkoncentration och bildandet av svavelinnehållande korrosionsprodukter på ytan. Vid lägre kloridkoncentrationer indikerade resultaten istället att en tillsats av en större mängd tiosulfat motverkade uppkomsten av punktfrätning. För tester som uppvisade HEC observerades en lägre grad av vätesprickning, men brotten var fortfarande delvis duktila. I SCC-testmiljön visade proverna sprickbildning vid en pålagd potential av -100mV (vs. Ag/AgCl), men inte under -200mV. Endast små skillnader i korrosionsegenskaper av duplex 2205 observerades i tiosulfat jämfört med resultat rapporterade i litteraturen utan tiosulfat. Samtliga prover uppvisade dock liknande mekanismer som i vätesulfidinnehållande miljöer.

Place, publisher, year, edition, pages
2014.
Keyword [en]
Thiosulfate, Chloride, pitting corrosion, stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement cracking, deaerated solutions, duplex stainless steel
Keyword [sv]
Tiosulfat, klorid, punktfrätning, spänningskorrosion, väteförsprödning, syrefri miljö, duplexa stål
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-158720OAI: oai:DiVA.org:kth-158720DiVA: diva2:778954
Available from: 2015-01-12 Created: 2015-01-12 Last updated: 2017-08-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 27 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf