BR112018009718B1

BR112018009718B1 - Método e aparelho para medir craqueamento induzido por hidrogênio

Info

Publication number: BR112018009718B1
Application number: BR112018009718-7A
Authority: BR
Inventors: Daisuke Mizuno; Nobuyuki Ishikawa; Yutaka Matsui; Kyono YASUDA; Koji Fujimoto; Shigeaki Sugimoto
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2023-05-09
Also published as: KR102137066B1; US20180340913A1; EP3382387A4; CN108351326B; BR112018009718A2; US10788461B2; EP3382387A1; EP3382387B1; WO2017090572A1; JP6394933B2; KR20180070661A; CN108351326A; JPWO2017090572A1

Abstract

Trata-se de um método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio e um aparelho para medir usado no dito método, desse modo, o craqueamento induzido por hidrogênio que ocorre dentro de uma amostra de teste em um teste de HIC pode ser medido em tempo real. Durante a medição do craqueamento que ocorre em uma amostra de teste 1 imersa em um líquido de teste 5 contendo sulfeto de hidrogênio por uma sonda ultrassônica 2 disposta em um vaso 3, uma sonda ultrassônica 2 ou a amostra de teste 1 realiza uma varredura, desse modo, a posição e a extensão do craqueamento que ocorre na amostra de teste 1 são medidas com o passar do tempo enquanto a amostra de teste 1 ainda se encontra imersa no líquido de teste.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um método e a um aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, em que uma iniciação e propagação do craqueamento induzido por hidrogênio em um interior de um material de aço são medidas em tempo real, e mais particularmente a um método de medição e a um aparelho de medição, em que uma iniciação e uma propagação do craqueamento induzido por hidrogênio (HIC: craqueamento induzido por hidrogênio, que também pode ser denominado como "HIC" doravante no presente documento) sendo um problema quando um tubo de aço soldado para um tubo em linha ("linepipe"), um tubo de aço sem costura para uma poço de óleo ou similares é imerso em uma solução aquosa contendo sulfeto de hidrogênio são medidos com uma testagem ultrassônica em tempo real.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] Recentemente, o desenvolvimento de recursos de energia tem se estendido até áreas finais e, portanto, uma profundidade de um poço de óleo ou de um poço de gás tem aumentado. Como um resultado, o sulfeto de hidrogênio (H2S) contido em óleo bruto ou gás natural tende a ser aumentado. Em um ambiente de corrosão contendo sulfeto de hidrogênio, é conhecida a promoção de permeação de hidrogênio no aço. Em tubos para poço de óleo e poço de gás, tubos em linha ("linepipe") para transportar petróleo ou gás natural, instalações de refino de óleo e assim por diante, portanto, é uma preocupação que o craqueamento induzido por hidrogênio (HIC) seja iniciado, levando a um acidente.

[003] HIC é um fenômeno em que o hidrogênio atômico gerado em uma face interna de um tubo por corrosão permeia o aço, se difunde no mesmo e se acumula ao redor de uma inclusão não metálica ou uma segunda fase que existe no aço a ser gaseificado, gerando craqueamento sob uma pressão interna. É conhecido que HIC é propagado ao longo de uma região rígida que corresponde a uma zona de segregação central do aço ou uma região rígida semelhante a uma tira formada através de laminação. Especialmente, uma porção de ponta de MnS estendida por laminação é prejudicial ao HIC visto que a força é facilmente concentrada.

[004] Com a finalidade de impedir a iniciação de HIC, é eficaz ajustar apropriadamente uma composição química ou condições de produção de aço, controlar uma morfologia ou uma condição de dispersão de inclusões e/ou diminuir a segregação de centro e, portanto, placas de aço ou tubos de aço para tubos em linha ("linepipe") resistentes à acidificação que tem uma resistência a HIC excelente são desenvolvidas e colocadas em prática.

[005] Como a placa de aço para as tubos em linha ("linepipe") resistentes à acidificação é geralmente usada a de grau X65 (TS: não menos do que 535 MPa, YS: não menos do que 450 MPa) definida por um padrão do American Petroleum Institute (API). Visto que transporte de alta pressão é direcionado a partir de um ponto de vista de eficácia de transporte elevada e redução de custo de projeto, a placa de aço para tubos em linha ("linepipe") é exigida que tenha uma resistência mais alta. No entanto, visto que HIC é intimamente relacionado a uma resistência de um material, uma sensibilidade à fissura para HIC se torna maior, conforme a resistência se torna maior, ou uma dureza é aumentada.

[006] A resistência de aço ao HIC é geralmente avaliada pelo teste de HIC definido em um padrão de NACE TM0284. Esse teste é um método em que um material de aço (amostra de teste) de um dado tamanho é imerso em uma solução aquosa contendo não menos do que 2300 ppm de sulfeto de hidrogênio durante 96 horas e, então, a amostra de teste é extraída do mesmo e cortada para observar o corte transversal e avaliar um comprimento de fissura e uma forma de HIC iniciada no interior da amostra de teste (consulte o documento não patente 1). Nos últimos anos, com a finalidade de executar a avaliação quantitativa do craqueamento no interior do material de aço de modo mais eficaz, a avaliação é conduzida por um método em que uma razão de área de uma porção fissurada para uma área seccional da amostra de teste é calculada com um equipamento de teste ultrassônico (UT) (consulte o Documento de Patente 1).

[007] No Documento de Patente 2 é proposto um método para medir uma iniciação e uma propagação de HIC em tempo real por uma combinação de método de permeação eletroquímica de hidrogênio e uma testagem ultrassônica. Nesse método, a amostra de teste é afixada entre uma câmara de cátodo e uma câmara de ânodo, hidrogênio alimentado a partir da câmara de cátodo e difundido através da amostra de teste é extraído na câmara de ânodo, e, então, uma corrente elétrica associada à reação de ânodo é medida para avaliar taxa de permeação de hidrogênio; ao mesmo tempo, o craqueamento induzido por hidrogênio no interior da amostra de teste é periodicamente medido por uma sonda ultrassônica imersa em uma solução dentro da câmara de ânodo.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[008] Documento de Patente 1: JP-A-H04-259853

[009] Documento de Patente 2: JU-A-S63-115750

DOCUMENTO DE NÃO PATENTE

[0010] Documento de Não Patente 1: Método de Teste Padrão, "Evaluation of Pipeline and Pressure Vessel Steels for Resistance to Hydrogen-Induced Cracking" TM0284-2003, NACE International (2003) SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMA DA TÉCNICA

[0011] Na observação do corte transversal ou testagem ultrassônica da amostra de teste após a imersão durante 96 horas, que é um método de avaliação geral no teste de HIC, a condição de craqueamento iniciada na amostra de teste pode ser medida. No entanto, a iniciação e a propagação das fissuras ao longo do teste não podem ser medidas em tempo real.

[0012] Também, quando a amostra de teste extraída da solução de teste contendo sulfeto de hidrogênio é exposta ao ar, um condição de corrosão na superfície muda, de modo que quando a amostra de teste é novamente imersa na solução de teste para conduzir o teste, a forma corroída e a quantidade nunca são as mesmas como no teste executado continuamente. Portanto, se uma amostra de teste é extraída uma vez, a amostra de teste não pode ser usada em uma base contínua. A saber, com a finalidade de medir a iniciação e a propagação das fissuras no teste de HIC em tempo real, é necessário medir a amostra de teste em um estado de imersão na solução contendo sulfeto de hidrogênio.

[0013] No método descrito no Documento de Patente 1, as fissuras iniciadas na proximidade da superfície da amostra de teste pelo teste de HIC podem ser medidas em uma precisão alta por uma testagem ultrassônica do tipo imersão em água. No entanto, visto que a medição não é executada na solução de teste de HIC, a iniciação e a propagação das fissuras durante o teste de HIC não podem ser medidas continuamente.

[0014] No método descrito no Documento de Patente 2, a iniciação e a propagação de HIC podem ser medidas continuamente em um estado de exposição de uma face da amostra de teste à solução de teste. Nesse método, no entanto, apenas um lado da face da amostra é permeado pelo hidrogênio, que é diferente do estado de permeação de hidrogênio na amostra de teste no teste de HIC em que todas as seis faces são expostas à solução de teste.

[0015] Na medição das fissuras na amostra de teste com a sonda ultrassônica, é necessário mover a sonda ultrassônica em relação à amostra de teste ou move a amostra de teste em relação à sonda ultrassônica. No entanto, esse ponto não é descrito no Documento de Patente 2.

[0016] A invenção é realizada tendo em consideração os problemas inerentes às técnicas convencionais e é para propor um método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio em que a iniciação e a propagação do craqueamento induzido por hidrogênio iniciado no interior do material de aço durante o teste de HIC podem ser medidas em tempo real e fornecer um aparelho de medição usado nesse método.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0017] Os inventores focaram em um método para medir fissuras sem extrair uma amostra de teste de um vaso com a finalidade de resolver o problema acima e fizeram estudos sérios. Como um resultado, foi constatado que quando uma amostra de teste (material de aço) ou uma sonda ultrassônica disposta em um vaso para teste de HIC é periodicamente submetida à varredura de algum modo durante o teste de HIC, a iniciação e a propagação do craqueamento induzido por hidrogênio iniciado no interior do material de aço podem ser medidas em tempo real, e a invenção foi realizada.

[0018] Isto é, a invenção é um método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio imergindo-se uma amostra de teste em uma solução de teste contendo sulfeto de hidrogênio dentro de um vaso e medindo-se as fissuras iniciadas no interior da amostra de teste com uma sonda ultrassônica, em que a sonda ultrassônica é disposta no vaso, e a sonda ultrassônica e a amostra de teste são relativamente submetidas à varredura a cada determinado momento para medir a posição e o tamanho das fissuras iniciadas no interior da amostra de teste com o tempo em um estado de imersão da amostra de teste na solução de teste.

[0019] No método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, a varredura é preferencialmente para incluir uma varredura mecânica de mover a sonda ultrassônica em relação à amostra de teste ou mover a amostra de teste em relação à sonda ultrassônica.

[0020] No método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, é preferencial que uma face de medição da amostra de teste (uma face que recebe uma onda ultrassônica transmitida a partir da sonda ultrassônica) seja disposta aproximadamente de modo vertical na solução de teste.

[0021] Também, a invenção é um aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio que compreende um vaso para alojar uma solução de teste contendo sulfeto de hidrogênio e imersão de uma amostra de teste, uma sonda ultrassônica disposta na solução de teste e que transmite uma onda ultrassônica em direção à amostra de teste e que recebe um eco de reflexão a partir da amostra de teste, um meio de varredura para realizar a varredura relativa à sonda ultrassônica e à amostra de teste a cada determinado momento, e um meio de visualização para visualizar as fissuras no interior da amostra de teste com base em um sinal recebido a partir da sonda ultrassônica a cada posição de varredura.

[0022] No aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, o meio de varredura é preferencial ter um mecanismo de acionamento que move a sonda ultrassônica em relação à amostra de teste ou move a amostra de teste em relação à sonda ultrassônica. Nesse caso, o mecanismo de acionamento é, preferencialmente, para compreender uma haste de acionamento conectada à sonda ultrassônica ou à amostra de teste, um dispositivo de acionamento disposto fora do vaso e um meio de transmissão de potência sem contato para transmitir potência do dispositivo de acionamento para a haste de acionamento em uma distância a partir do vaso em um estado sem contato.

[0023] No aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, é preferencial ser fornecido com um meio removedor de bolhas para remover bolhas afixadas a uma face de medição da amostra de teste. Por exemplo, o meio removedor de bolhas pode ser uma escova adaptada à sonda ultrassônica e que utiliza um deslocamento relativo entre a sonda ultrassônica e a amostra de teste pelo mecanismo de acionamento para limpar uma face da amostra de teste irradiada com a onda ultrassônica.

[0024] No aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, a sonda ultrassônica é preferencial que seja uma sonda de arranjo faseado de maneira linear construída dispondo-se de modo unidimensional uma pluralidade de vibradores, cada um transmite e recebe uma onda ultrassônica de modo a executar a varredura eletrônica em uma direção perpendicular a uma direção de varredura através do mecanismo de acionamento.

[0025] No aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, a sonda ultrassônica é preferencial que seja hermeticamente fechada em uma caixa que tem uma resistência à corrosão para a solução de teste.

[0026] No aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com a presente invenção, o meio de visualização é preferencial que seja construído de modo a obter uma pluralidade de imagens tomográficas ultrassônicas com base nos sinais recebidos a partir da sonda ultrassônica a cada posição de varredura e sintetize a pluralidade de imagens tomográficas ultrassônicas para reconstruir uma imagem ultrassônica tridimensionalmente do craqueamento no interior da amostra de teste. EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0027] De acordo com a presente invenção, a iniciação e a propagação do craqueamento induzido por hidrogênio iniciado no interior da amostra de teste imersa na solução aquosa contendo sulfeto de hidrogênio podem ser medidas em tempo real sem extrair a amostra de teste da solução de teste e em uma precisão de detecção igual ou maior que aquela do método convencional em que a testagem ultrassônica é conduzida após a amostra de teste ser extraída. De acordo com a presente invenção, portanto, a sensibilidade ao HIC da amostra de teste (material de aço) pode ser avaliada, de modo que é possível fornecer informações benéficas tendo em vista o projeto do produto. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0028] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra o aparelho de medição de HIC da técnica anterior.

[0029] A Figura 2 é uma vista esquemática que ilustra o aparelho de medição de HIC de acordo com uma modalidade da invenção.

[0030] A Figura 3 mostra uma sonda ultrassônica utilizável no aparelho de HIC da Figura 2, em que a Figura 3(a) é uma vista seccional tomada ao longo de uma direção da largura de uma amostra de teste e a Figura 3(b) é uma vista seccional tomada ao longo de uma direção do comprimento da amostra de teste.

[0031] A Figura 4 é uma vista esquemática que ilustra o aparelho de medição de HIC de acordo com outra modalidade da invenção.

[0032] A Figura 5 é um fluxograma que explica o método de medição de HIC de acordo com uma modalidade da invenção.

[0033] A Figura 6 é uma vista esquemática que ilustra o aparelho de medição de HIC de acordo com a outra modalidade da invenção.

[0034] A Figura 7 é uma vista esquemática de uma escova no aparelho da Figura 6.

[0035] A Figura 8 é um fluxograma que explica o método de medição de HIC de acordo com outra modalidade da invenção, que pode ser conduzido com o aparelho da Figura 6.

[0036] A Figura 9 é uma vista que mostra os resultados obtidos através da medição das fissuras iniciadas em um interior de uma amostra de teste com o tempo pelo método de medição de HIC de acordo com uma modalidade da invenção.

[0037] As Figuras 10(a) a 10(e) são vistas que ilustram fissuras em um interior de uma amostra de teste medidas pelo método de medição de HIC de acordo com uma modalidade da invenção de maneira tridimensional com tempo t.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0038] A Figura 1 mostra aparelho de medição de HIC da técnica anterior que tem uma estrutura similar ao aparelho de medição descrito no Documento de Patente 2.

[0039] Nesse aparelho de HIC, uma amostra de teste 1 que mede o craqueamento induzido por hidrogênio (HIC) e uma sonda ultrassônica 2 que mede as fissuras iniciadas na amostra de teste 1 (doravante no presente documento também denominado simplesmente como "sonda") são alojados em um vaso 3, que é dividido por uma parede de partição 4 disposta em uma porção central do vaso em uma câmara de amostra 3a que configura a amostra de teste 1 e uma câmara de sonda 3b que configura a sonda ultrassônica 2. Na câmara de amostra 3a, é carregada uma solução de teste de HIC 5 em uma quantidade de imersão da amostra de teste 1, enquanto a água 6 é carregada na câmara de sonda 3b em uma quantidade de imersão da sonda 2.

[0040] Na câmara de amostra 3a, são dispostas uma entrada 7a e uma saída 7b para introduzir e descarregar um gás de nitrogênio para a desaeração da solução de teste 5 e sulfeto de hidrogênio para dissolução na solução de teste 5. Também, a sonda 2 é construída de modo a executar uma varredura de toda a face de medição da amostra de teste 1 por um dispositivo de acionamento 8 disposto fora do vaso 3 através de uma haste de acionamento 9 conectada à sonda 2 para medir fissuras iniciadas no interior da amostra de teste 1.

[0041] Embora as fissuras iniciadas no interior da amostra de teste 1 possam ser medidas em um estado de imersão da amostra de teste 1 na solução de teste 5, a medição é executada através da parede de partição 4 e, portanto, a onda ultrassônica é atenuada, de modo que esse aparelho de medição de HIC tem um problema de que as fissuras não podem ser medidas em uma precisão alta.

[0042] A invenção resolve o problema acima e desenvolve um aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio (HIC) que é capaz de medir a iniciação e a propagação das fissuras dentro da amostra de teste 1 em tempo real.

[0043] A Figura 2 mostra um exemplo do aparelho de medição de HIC de acordo com uma modalidade da invenção. Nesse aparelho de medição, uma amostra de teste 1 que mede o craqueamento induzido por hidrogênio (HIC) e uma sonda ultrassônica 2 que mede as fissuras iniciadas na amostra de teste 1 são dispostas em um interior de um recipiente de teste único (vaso) 3, e uma solução de teste 5 é carregada no vaso 3 em uma quantidade de imersão da amostra de teste 1 e da sonda 2.

[0044] No vaso 3, são dispostas uma entrada 7a e uma saída 7b para introduzir e descarregar um gás de nitrogênio para a desaeração da solução de teste 5 e sulfeto de hidrogênio para dissolução na solução de teste 5. O material do vaso 3 é preferencial que seja vidro, acrílico ou similares e que o mesmo não seja deteriorado mediante a reação com sulfeto de hidrogênio ou uma solução aquosa contendo sulfeto de hidrogênio (solução de teste 5). Também, o vaso 3 tem uma estrutura que não vaza sulfeto de hidrogênio ou uma matéria volátil dos mesmos para o exterior e que tem excelente impermeabilidade a líquidos e estancamento a ar.

[0045] Nessa modalidade, por exemplo, uma sonda ultrassônica que corresponde a uma faixa de frequência de 1 MHz a 50 MHz pode ser usada. É desejável selecionar uma frequência ótima de acordo com a forma da fissura. Ademais, quando aço-carbono é usado como a amostra de teste 1 e HIC é detectado em uma solução aquosa contendo sulfeto de hidrogênio, é preferencial usar uma sonda em uma frequência de 5 a 15 MHz.

[0046] Também, a sonda ultrassônica 2 pode ser compreendida de um vibrador único. Com a finalidade de medir fissuras iniciadas na amostra de teste com o vibrador único sobre toda a face de medição da amostra de teste, no entanto, é necessário que a sonda 2 seja submetida à varredura sobre a face de medição da amostra de teste em uma direção da largura e uma direção do comprimento da amostra de teste ou a face de medição da amostra de teste 1 é submetida à varredura sobre a sonda 2 em uma direção da largura e uma direção do comprimento da amostra de teste 1, e, portanto, um tempo longo é exigido na medição.

[0047] Nessa modalidade, portanto, é preferencial usar uma sonda de arranjo faseado de maneira linear 2 construída mediante a disposição de uma pluralidade de vibradores 2a unidimensional (consulte a Figura 3), ou mediante a disposição dos mesmos na direção da largura ou na direção do comprimento da amostra de teste 1. Como a sonda de arranjo faseado de maneira linear 2, é incluída uma sonda construída mediante a disposição de vibradores em formato de placa 2a em uma linha, uma sonda construída mediante o alinhamento dos vibradores em formato de placa 2a na inclinação de modo a formar uma forma curvada como um todo da sonda, uma sonda construída mediante o alinhamento de vibradores 2a que têm uma curvatura em uma linha de modo a ter uma curvatura como um todo da sonda e assim por diante. É desejável usar uma sonda de arranjo faseado de maneira linear ótima 2 de acordo com a forma da amostra de teste 1. Embora a sonda de arranjo faseado linear 2 seja usada, os vibradores 2a transmitem e recebem uma onda ultrassônica são comutados sequencialmente para executar varredura eletrônica, através do que uma direção para a varredura mecânica da sonda 2 ou da amostra de teste 1 pode ser feita em uma direção e, portanto, o tempo de medição pode ser reduzido em uma grande quantidade e, ademais, o mecanismo de acionamento que conduz a varredura mecânica conforme mencionado depois pode ser simplificado. Nesse caso, a direção de varredura eletrônica da sonda de arranjo faseado linear 2 deve ser preferencialmente uma direção perpendicular à direção de varredura mecânica. No exemplo ilustrado, a direção de varredura eletrônica da sonda de arranjo faseado linear 2 é uma direção da largura (direção lateral) da amostra de teste 1, para a sonda de arranjo faseado linear 2 é submetida à varredura ao longo de uma direção do comprimento (direção longitudinal) da amostra de teste 1 pelo mecanismo de acionamento.

[0048] Na invenção, uma sonda de arranjo faseado por matriz construída mediante a disposição de uma pluralidade de vibradores em duas direções da direção da largura e da direção do comprimento da amostra de teste 1 pode ser usada como uma sonda 2. Na sonda de arranjo faseado por matriz (não mostrada), também está incluída uma sonda construída mediante a disposição de vibradores que têm uma curvatura ou vibradores conformados em formato de placa de modo a ter uma curvatura como um todo da sonda e assim por diante. É desejável usar uma sonda de arranjo faseado por matriz ótima de acordo com a forma da amostra de teste 1. Visto que a zona de medição da sonda de arranjo faseado por matriz é mais ampla do que a da sonda de arranjo faseado linear 2, o tempo de medição pode ser adicionalmente reduzido. Ademais, quando a zona de medição da sonda de arranjo faseado por matriz 2 é tornada igual ou maior que a face de medição da amostra de teste 1, é possível adicionalmente encurtar o tempo necessário para a medição.

[0049] Nessa modalidade, com a finalidade de medir as fissuras da amostra de teste 1 durante o teste de HIC, a sonda ultrassônica 2 é imersa na mesma solução de teste 5 contendo sulfeto de hidrogênio como a amostra de teste 1. Quando a sonda ultrassônica 2 é fabricada a partir de um material geral, pode haver um caso que a sonda ultrassônica 2 é corroída na solução de teste 5 contendo sulfeto de hidrogênio para fazer a transmissão e recepção da onda ultrassônica instável. A sonda ultrassônica usual tem uma estrutura que os vibradores transmitem e recebem a onda ultrassônica, fios de sinal que conectam os vibradores a um circuito elétrico e um material de amortecimento para alargar uma largura de banda dos vibradores que são envolvidos em uma caixa fabricada a partir de um aço inoxidável ou similar. Quando a sonda ultrassônica usual é imersa na solução de teste contendo sulfeto de hidrogênio como o mesmo é, sulfeto de hidrogênio ou similares é permeado na sonda ultrassônica para deteriorar os vibradores ou os fios de sinal. Quando a sonda ultrassônica é realmente imersa na solução de teste no mesmo ambiente que o teste de HIC pelos inventores, a sonda ultrassônica perdeu a função de transmitir e receber a onda ultrassônica após cerca de 24 horas. Nessa modalidade, portanto, a sonda ultrassônica 2 tem uma estrutura capaz de ser hermeticamente fechada em uma caixa que tem uma resistência à corrosão para a solução de teste 5. Concretamente, conforme mostrado na Figura 3, uma caixa 14 fabricada a partir de uma resina ou vidro que tem uma resistência à corrosão para a solução de teste 5 é disposto fora de uma caixa 13 fabricada a partir de aço inoxidável comum ou similar para formar uma estrutura de camada dupla para, dessa forma, vedar hermeticamente e proteger a sonda 2. Cada espessura da caixa interna 13 e caixa externa 14 deve ser preferencialmente não menos do que 3 mm. Também, é preferencial que uma lente acústica 15 fabricada a partir de um vidro ou um material de resina e constituindo uma parte da caixa externa 14 seja disposta em uma superfície de vibrador na sonda ultrassônica 2. Em relação a isso, a sensibilidade e a resolução da testagem ultrassônica podem ser aumentadas e a estrutura da sonda ultrassônica 2 que possui a contramedida de deterioração pode ser formada. Ademais, é desejável que uma porção de cabo 2b exposta a partir da caixa externa 14 seja protegida por um tubo fabricado a partir de uma resina acrílica ou similar para formar uma estrutura que impede a corrosão pela solução de teste 5.

[0050] O mecanismo de acionamento para executar a varredura mecânica mediante a mudança da posição relativa entre a sonda 2 e a amostra de teste 1 será descrita com referência à Figura 2. O mecanismo de acionamento compreende uma haste de acionamento 9 conectada à sonda ultrassônica 2 ou à amostra de teste 1, e um dispositivo de acionamento 8 para acionar a haste de acionamento 9 para elevar e rebaixar a sonda ultrassônica 2 ou a amostra de teste 1. No exemplo ilustrado, a sonda ultrassônica 2 é conectada à haste de acionamento 9 de modo a elevar e rebaixar a sonda ultrassônica 2 em relação à amostra de teste 1.

[0051] Quando o dispositivo de acionamento 8 realiza a varredura da sonda ultrassônica 2 ou a amostra de teste 1 é disposta no vaso 3, é exigido executar uma contramedida de corrosão para sulfeto de hidrogênio. Nessa modalidade, adota-se um sistema em que o dispositivo de acionamento 8 é disposto fora do vaso 3 para realizar a varredura da sonda ultrassônica 2 ou da amostra de teste 1 dentro do vaso 3. Concretamente, por exemplo, um sistema mecânico em que uma revolução do dispositivo de acionamento 8 tal como um motor disposto fora do vaso 3 é transmitido para a haste de acionamento 9 tal como cremalheira ou similar através de um pinhão ou similar para executar o movimento vertical ou horizontal da sonda ultrassônica 2 ou da amostra de teste 1 (mecanismo de cremalheira e pinhão). Em uma trajetória que transmite potência a partir de um eixo de saída do dispositivo de acionamento 8 para a haste de acionamento 9, pode ser disposto um acoplamento de ímã como um meio de transmissão de potência sem contato para transmitir potência do dispositivo de acionamento 8 para a haste de acionamento 9 em um estado sem contato em uma distância a partir do vaso 3. Concretamente, pode ser usado um sistema de varredura da sonda 2 ou da amostra de teste 1 mediante a disposição de um par de ímãs permanentes 10a, 10b dentro e fora do vaso 3 e que giram o ímã permanente externo 10b pelo dispositivo de acionamento 8 tal como um motor ou similar disposto fora do vaso 3 para girar o ímã permanente interno 10a dentro do vaso 3 em um estado sem contato (sistema de acionamento magnético).

[0052] Ademais, quando o dispositivo de acionamento 8 e a sonda 2 estão fisicamente conectados através da haste de acionamento 9 como no aparelho de medição mostrado na Figura 1 ou 2, em outras palavras, quando o acoplamento de ímã supracitado não é usado, furo atravessante que passa pela haste de acionamento 9 ou a haste do dispositivo de acionamento de emissão 8 é disposto no vaso 3, de modo que é necessário tomar medidas adequadas que impeçam o vazamento de sulfeto de hidrogênio. No entanto, o tipo de acionamento magnético mostrado na Figura 4 é vantajoso em um ponto em que a atenção acima é desnecessária.

[0053] O aparelho de medição de HIC da modalidade é fornecido com um meio de visualização para visualizar fissuras dentro da amostra de teste 1 com base nos sinais recebidos a partir da sonda ultrassônica 2 a cada posição de varredura. O meio de visualização compreende uma parte de controle aritmético 17 que adquire pelo menos uma dentre uma imagem de varredura A, uma imagem de varredura B e uma imagem de varredura C do eco de reflexão, posição de varredura e assim por diante recebida pela sonda 2, e um monitor 18 que exibe a imagem (ou imagens) de varredura adquirida. A parte de controle aritmético 17 pode ser construída de modo a sintetizar uma pluralidade de imagens tomográficas ultrassônicas (por exemplo, a imagem de varredura B) obtida com base nos sinais recebidos a partir da sonda 2 a cada posição de varredura para obter uma imagem ultrassônica tridimensional reconfigurada das fissuras no interior da amostra de teste 1. A parte de controle aritmético 17 pode ser construída de modo a executar o controle de varredura da sonda ultrassônica 2 e do mecanismo de acionamento. Como a parte de controle aritmético 17, por exemplo, pode ser usado um computador pessoal disponível comercialmente. Também, o aparelho de medição de HIC pode ser fornecido com uma parte de memória 19 que armazena as imagens adquiridas ou similares, uma parte de entrada 20 que configura um tempo de medição repetida (período de medição) ou que configura um tempo de completação alvo do teste de HIC e assim por diante.

[0054] Será descrito o método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio (HIC) de acordo com uma modalidade da invenção abaixo.

[0055] O teste de HIC que inicia o craqueamento induzido por hidrogênio é suficiente para ser conduzido de acordo de uma maneira usual e não é particularmente limitado. Por exemplo, a amostra de teste 1 e a sonda ultrassônica 2 são primeiramente dispostas no vaso 3 e, por conseguinte, a solução de teste 5 é preenchida no vaso 3 de modo a realizar a imersão completa da amostra de teste 1 e da sonda ultrassônica 2 no mesmo. Como a solução de teste 5, qualquer solução de teste pode ser selecionada. Pode ser usada, por exemplo, uma solução A definida em NACE TM0284 (5% em massa de NaCl + 0,5% em massa de CH3COOH), uma solução de BP (água do mar artificial saturada com sulfeto de hidrogênio, pH: 4,8 a 5,4) ou similares.

[0056] Então, um gás de nitrogênio é soprado na solução de teste 5 em uma taxa de fluxo de não menos do que 100 ml/min por 1 l da solução de teste para pelo menos 1 hora para desaerar o oxigênio dissolvido na solução de teste 5 e, por conseguinte, gás de sulfeto de hidrogênio (H2S) é soprado em uma taxa de fluxo de não menos do que 200 ml/min por 1 l da solução de teste para não menos do que 1 hora para dissolver H2S na solução de teste 5. No caso de usar 100% de gás de sulfeto de hidrogênio, é preferencial que a concentração de H2S na solução de teste 5 seja medida após 1 hora para confirmar que a concentração não é menos do que 2300 massa em ppm (estado saturado) antes do início do teste. No caso de usar um gás misturado com sulfeto de hidrogênio e nitrogênio ou dióxido de carbono, é preferencial que a concentração de sulfeto de hidrogênio na solução de teste 5 seja confirmada como sendo uma concentração de H2S definida por 2300 massa x pressão parcial de sulfeto de hidrogênio antes do início do teste. Aqui, o gás de nitrogênio e o gás de sulfeto de hidrogênio podem ser alimentados a partir de uma entrada 7a no mesmo sistema ou a partir de outra entrada em sistemas separados (não mostrada). Um tempo de imersão na solução de teste acima de HIC 5 (tempo de teste) pode ser um tempo arbitrário mas é de 96 horas no teste de HIC de NACE TM0284.

[0057] O recurso do método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio de acordo com uma modalidade da invenção reside no fato de que as fissuras iniciadas no interior da amostra de teste 1 no teste de HIC podem ser medidas mediante testagem ultrassônica em um tempo arbitrário a partir do início do teste até o fim dos mesmos em um estado de imersão da amostra de teste 1 na solução de teste 5. De acordo com o método de medição de HIC dessa modalidade, as fissuras iniciadas no interior da amostra de teste de HIC 1 podem ser medidas em um tempo arbitrário durante o teste em tempo real realizando-se a varredura da sonda 2 ou da amostra de teste 1 sem extrair a amostra de teste 1 a partir do vaso 3. Também, a iniciação e a propagação das fissuras iniciadas no interior da amostra de teste 1 podem ser medidas mediante testagem ultrassônica enquanto varre a sonda ultrassônica 2 ou a amostra de teste 1 em um intervalo de tempo constante.

[0058] Um exemplo do método de medição que usa o aparelho de medição de HIC de acordo com essa modalidade é mostrado por um fluxograma na Figura 5. Primeiramente, um tempo t de medição repetida (período de medição) é configurado em uma etapa S1, e uma medição de tempo de completação alvo T é configurada em uma etapa S2. Então, uma testagem ultrassônica é iniciada em uma etapa S3. Em um tempo de iniciação da testagem ultrassônica, cada um dentre tempo ts de relógio e um tempo tf transcorrido a partir do início da testagem ultrassônica é 0. Em uma etapa S4, julga-se a possibilidade de o tempo tf transcorrido ser ou não menor do que o tempo de completação alvo T. Quando o tempo chega no tempo de completação alvo T, a testagem ultrassônica é terminada em uma etapa S5. Quando o tempo é menor do que o tempo de completação alvo T, se ou não o tempo ts de relógio chega no tempo t de medição repetida é julgado em uma etapa S6. Quando o tempo não chega no tempo t de medição repetida, o tempo tf e o tempo ts de relógio são renovados em uma etapa S7 e retornam à etapa S4. Quando o tempo chega no tempo t de medição repetida, a testagem ultrassônica é executada em uma etapa S8 e os resultados medidos são armazenados em uma etapa S9 e subsequentemente o tempo ts de relógio é reinicializado em 0 em uma etapa S10 e o tempo tf é renovado em uma etapa S11, que retornam então à etapa S4.

[0059] Quando a corrosão do material de aço como uma amostra de teste 1 é grave ou quando o teste leva um tempo longo, bolhas são afixadas à superfície da amostra de teste 1 ou à sonda ultrassônica 2, e, portanto, a precisão de medição pode se tornar instável. Com a finalidade de evitar tal fenômeno, é preferencial dispor a face de medição e a face da sonda ultrassônica 2 que transmite e recebe a onda ultrassônica aproximadamente de modo vertical. Mediante a disposição das mesmas aproximadamente de modo vertical, a fixação das bolhas à superfície pode ser impedida e a medição pode ser executada de modo estável. O termo "aproximadamente de modo vertical" significa um gradiente capaz de impedir a fixação de bolhas à superfície e não é limitado a uma posição estritamente vertical. Portanto, não há problema enquanto um ângulo de inclinação em relação à posição vertical estiver dentro de 5 graus, e o ângulo dentro de 3 graus é mais preferencial.

[0060] No entanto, a afixação de bolhas pode ainda ser gerada e, portanto, é preferencial que, conforme mostrado na Figuras 6 e 7, uma escova 22 seja adaptada à sonda ultrassônica 2 como meio removedor de bolha e a face de medição da amostra de teste 1 é limpada mediante o uso de deslocamento relativo entre a sonda ultrassônica 2 e a amostra de teste 1 através do mecanismo de acionamento para executar a remoção de bolhas afixadas à superfície da amostra de teste 1. Para a escova 22, é preferencial usar um material que tenha uma resistência à corrosão para a solução de teste 5, e, por exemplo, borracha de silicone ou um material de resina pode ser usado. No exemplo ilustrado, a escova 22 é adaptada para uma porção superior da sonda 2, mas a posição de adaptação e o método de adaptação da escova não são limitados a esse exemplo. Como o meio removedor de bolha, um bocal de injeção é adaptado para a sonda 2 ao invés da escova 22 em que bolhas podem ser removidas mediante o desgaste da solução de teste 5 ou similar na face de medição da amostra de teste 1 a partir do bocal de injeção.

[0061] Conforme mostrado, por exemplo, por um fluxograma na Figura 8, a remoção de bolhas com a escova ou similar pode ser conduzida através da adição de etapas S12, S13 e S14 entre a etapa S7 e a etapa S8 no método de medição mostrado na Figura 5. Concretamente, a face de medição da amostra de teste 1 é limpada com a escova 22 pela varredura mecânica da amostra de teste 1 ou pela sonda ultrassônica 2 através do mecanismo de acionamento na etapa S12 logo antes da medição na etapa S8, e a presença ou a ausência de bolhas na face de medição da amostra de teste 1 são julgadas com um meio de julgamento na presença ou na ausência de bolhas na etapa subsequente S13. Quando a presença de bolhas é confirmada na etapa S14, a varredura para a remoção de bolhas é novamente executada na etapa S12. Quando a ausência de bolhas é confirmada na face de medição da amostra de teste 1, a testagem ultrassônica é executada na etapa S8. Ademais, o julgamento quanto a presença ou a ausência de bolhas na etapa S13 pode ser executado através da transmissão e recepção da onda ultrassônica com a sonda ultrassônica 2 para obter uma onda de reflexão da superfície da amostra de teste 1 e julgar a partir de um tempo de propagação das mesmas. Isto é, se houver bolhas, o tempo da onda ultrassônica de recepção é encurtado por uma espessura das bolhas, de modo que a presença ou a ausência das bolhas podem ser julgadas mediante o monitoramento de uma onda de reflexão a partir da superfície com o intervalo de tempo. Portanto, a sonda ultrassônica 2 e a parte de controle aritmético 17 constituem o meio acima de julgamento quanto a presença ou a ausência de bolhas. Adicionar as etapas S12 a S14 para o julgamento quanto a presença ou a ausência de bolhas e a remoção de bolhas pode, com certeza, remover as bolhas da face de medição da amostra de teste 1 para executar a medição em uma precisão alta.

EXEMPLO 1

[0062] Uma amostra de teste que tem um comprimento de 100 mm, uma largura de 20 mm e uma espessura de 25 mm é extraído de um aço de tubo em linha ("linepipe") grau X65 (API 5L) para aplicação não ácida (classe de limite de elasticidade 65 ksi) que tem uma composição química que compreende C: 0,04 a 0,05% em massa, Si: 0,16 a 0,22% em massa, Mn: 1,40 a 1,50% em massa, P: menos do que 0,005% em massa, S: menos do que 0,002% em massa, Ni: 0,10 a 0,20% em massa, Cr: 0,18 a 0,22% em massa, Nb: 0,02 a 0,03% em massa, Ti: 0,008 a 0,012% em massa e o restante é substancialmente Fe.

[0063] Então, a amostra de teste e uma sonda ultrassônica são dispostas em um vaso de um aparelho de medição de HIC de acordo com a modalidade mostrada na Figura 2 de modo que uma face de testagem ultrassônica da sonda e uma face de medição da amostra de teste são paralelas entre si e respectivamente verticais e, por conseguinte, uma solução de NACE A (5% em massa de NaCl + 0,5% em massa de CH3COOH) é preenchida nos mesmos como uma solução de teste para a imersão da sonda e da amostra de teste na solução de teste.

[0064] A seguir, oxigênio dissolvido é purgado mediante o sopro de um gás de nitrogênio em uma taxa de fluxo de não menos do que 100 ml/min por 1 l da solução de teste para 1 hora, e gás H2S a 100% é soprado na solução em uma taxa de fluxo de não menos do que 200 ml/min por 1 l da solução de teste para 1 hora. Após a concentração de H2S na solução de teste ser confirmada como sendo não menos do que 2300 ppm (concentração saturada), um teste de HIC é iniciado de acordo com o teste de HIC de NACE TM0284. Ademais, o pH da solução de teste no início do teste é de 2,8.

[0065] No teste de HIC, a sonda ultrassônica é submetida à varredura ao longo de uma direção do comprimento da amostra de teste em um intervalo de 12 horas a partir do início do teste até o fim do teste (96 horas depois) para medir a iniciação e a propagação das fissuras iniciadas no interior da amostra de teste em tempo real.

[0066] Aqui, a sonda ultrassônica usada na medição acima é uma sonda de arranjo faseado linear construída mediante a disposição 8 vibradores na direção da largura da amostra de teste, e uma frequência de medição dos mesmos é de 10 MHz.

[0067] Adicionalmente, 96 horas depois, a testagem ultrassônica final é executada na solução de teste pelo método acima, e, então, o nitrogênio é imediatamente soprado na solução de teste em uma taxa de fluxo de não menos do que 200 ml/min por 2 horas para purgar H2S na solução de teste. Por conseguinte, a amostra de teste é extraída da solução de teste e imersa em água para medir uma razão de área de fissura, ou CAR no interior da amostra de teste com uma sonda ultrassônica de 10 MHz.

[0068] A Figura 9 mostra os estados de iniciação e propagação das fissuras no interior da amostra de teste com o lapso de tempo de teste de HIC por imagens de varredura C. Conforme visto nessa figura, o número das fissuras iniciadas no interior da amostra de teste e a razão de área de fissura (CAR) são aumentados com o lapso do tempo de teste. Portanto, pode ser observado que a iniciação e a propagação das fissuras iniciadas no interior da amostra de teste podem ser medidas em tempo real mediante a execução da medição de fissura com o aparelho de medição de acordo com a presente invenção.

[0069] A Figura 9 mostra um resultado obtido mediante a extração da amostra de teste da solução de teste após o teste de 96 horas e novamente executando a testagem ultrassônica em água para medir as fissuras no interior da amostra de teste de modo similar à técnica anterior adicionalmente para os resultados medidos acima. A diferença dos resultados medidos entre ambos os métodos é de cerca de 3,4% e considera-se como sendo aproximadamente coincidentes entre si. De acordo com a presente invenção, portanto, a iniciação e a propagação das fissuras na amostra de teste dentro da solução de teste contendo sulfeto de hidrogênio podem ser medidas em tempo real em uma precisão igual àquela da técnica anterior sem extrair a amostra de teste da solução de teste.

[0070] A Figura 10 mostra de maneira tridimensional a iniciação e a propagação das fissuras iniciadas em um interior de outra amostra de teste que tem a mesma composição química de quando o teste de HIC é executado sob as mesmas condições conforme mencionado acima. Concretamente, a parte de controle aritmético como um meio de visualização calcula uma profundidade do defeito de um tempo de propagação de um sinal de reflexo de uma onda ultrassônica, e uma distribuição tridimensional dos defeitos no interior da amostra de teste é reconstruída a partir de uma posição de medição do sinal recebido (posição de varredura) e da profundidade do defeito, e a propagação de tal defeito é exibida com o intervalo de tempo. Em relação a isso, a Figura 10(a) é um estado no início do teste, a Figura 10(b) é um estado após 12 horas, a Figura 10(c) é um estado após 16 horas, a Figura 10(d) é um estado após 24 horas, e a Figura 10(e) é um estado após 67,5 horas. Mediante a exibição da distribuição de defeitos de maneira tridimensional e com o intervalo de tempo, a propagação dos defeitos no interior da amostra de teste pode ser observada em mais detalhes.

EXEMPLO 2

[0071] Uma amostra de teste que tem um comprimento de 100 mm, uma largura de 20 mm e uma espessura de 25 mm é extraída de cada um dos aços A a C de tubo em linha ("linepipe") grau X65 (API 5L) para a aplicação não ácida que tenha sensibilidade diferente ao HIC e uma composição química mostrada na Tabela 1 e submetida ao seguinte teste de HIC para medir fissuras.

[0072] O teste de HIC é executado mediante a disposição de uma amostra de teste e uma sonda ultrassônica em um vaso de um aparelho de medição de HIC e preenchido com uma solução de NACE A (5% em massa de NaCl + 0,5% em massa de CH3COOH) como uma solução de teste para a imersão da amostra de teste e da sonda ultrassônica na mesma. Em cada caso, os mesmos são dispostos no vaso de modo que uma face de medição da amostra de teste e uma face de detecção da sonda são paralelas entre si e respectivamente verticais.

[0073] Então, nitrogênio é soprado na solução de teste em uma taxa de fluxo de não menos do que 100 ml/min por 1 l da solução para 1 hora para purgar o oxigênio dissolvido, e gás H2S a 100% é soprado na solução de teste em uma taxa de fluxo de não menos do que 200 ml/min por 1 l da solução. Após a concentração de H2S na solução de teste ser confirmada como sendo não menos do que 2300 ppm (estado saturado) após 1 hora, o teste de HIC é iniciado. Ademais, o pH da solução de teste no início do teste é de 2,9.

[0074] Adicionalmente, 96 horas depois, a testagem ultrassônica é executada em um estado de imersão da amostra de teste na solução de teste para medir uma razão de área de fissura CAR iniciada no interior da amostra de teste.

[0075] Ademais, o nitrogênio é imediatamente soprado na solução de teste em uma taxa de fluxo de não menos do que 200 ml/min por 1 l da solução de teste para 2 horas para purgar H2S na solução de teste após a medição acima, e, então, a amostra de teste é extraída da solução de teste e imersa em água para medir a razão de área de fissura CAR no interior da amostra de teste com uma sonda ultrassônica de 10 MHz, e o valor medido é usado como um CAR padrão para avaliar CAR de acordo com a presente invenção.

[0076] Aqui, os seguintes três tipos de aparelhos de medição são usados no teste de HIC acima.

APARELHO DE MEDIÇÃO A

[0077] Esse aparelho é o aparelho de medição mostrado na Figura 2 usado no Exemplo 1, em que a amostra de teste e a sonda ultrassônica são colocadas no vaso único e a sonda ultrassônica é mecanicamente submetida à varredura sobre a face de medição da amostra de teste na solução de teste para medir iniciação e propagação de fissuras. APARELHO DE MEDIÇÃO B

[0078] Esse aparelho é um aparelho de medição mostrado na Figura 4, em que a varredura da sonda ultrassônica no aparelho de medição da Figura 2 é conduzida mediante o uso de uma força magnética de um ímã permanente. APARELHO DE MEDIÇÃO C

[0079] Esse aparelho é o aparelho de medição da técnica anterior mostrado na Figura 1, em que a amostra de teste e a sonda ultrassônica são dispostas na respectiva câmara separada uma da outra no vaso e a sonda ultrassônica é mecanicamente submetida à varredura sobre a face de medição da amostra de teste para medir a iniciação e a propagação de fissuras. APARELHO DE MEDIÇÃO D

[0080] Esse aparelho é um aparelho de medição mostrado na Figura 6, em que uma escova é adaptada para a sonda ultrassônica no aparelho de medição mostrado na Figura 4 e a sonda ultrassônica é submetida à varredura sobre a face de medição da amostra de teste de acordo com o fluxograma mostrado na Figura 8 para medir a iniciação e a propagação de fissuras.

[0081] Também, os seguintes três tipos de sondas ultrassônicas são usados na medição de fissuras acima. SONDA A

[0082] Essa é uma sonda constituída de um vibrador único que tem uma frequência de medição de 10 MHz. Na medição das fissuras da amostra de teste com essa sonda, é necessário executar a varredura mecânica da sonda ou da amostra de teste na direção da largura e na direção do comprimento da amostra de teste. SONDA B

[0083] Essa é uma sonda de arranjo faseado linear construída mediante a disposição de 64 vibradores que têm uma frequência de medição de 10 MHz na direção da largura da amostra de teste. Nessa sonda, é necessário executar a varredura mecânica da sonda ou da amostra de teste na direção do comprimento da amostra de teste com a finalidade de medir fissuras da amostra de teste. SONDA C

[0084] Essa é uma sonda de arranjo faseado por matriz construída mediante a disposição de 8 vibradores que têm uma frequência de medição de 10 MHz na direção da largura da amostra de teste e 64 vibradores que têm uma frequência de medição de 10 MHz na direção do comprimento dos mesmos (512 vibradores no total). Nessa sonda, é possível medir fissuras da amostra de teste sem varredura mecânica da sonda ou da amostra de teste.

*1: Razão de CAR= (CAR após 96 horas medido em solução de teste/CAR padrão) *2: Avaliação da precisão de medição = Razão de CAR dentro de 1,0 ± 0,1 é avaliada por O e Razão de CAR de mais do que 1,0 ± 0,1 é avaliada por x

[0085] A Tabela 2 mostra as condições de medição acima e os resultados de medição. Pode ser observado a partir da tabela que a razão de área de fissura CAR está dentro de ± 10% em relação ao CAR padrão, independentemente do tipo da sonda e do sistema de acionamento para varredura, nos exemplos executando a medição com o método de medição e o aparelho de medição de acordo com a presente invenção, em outras palavras, nos exemplos para medir fissuras iniciadas na amostra de teste em um estado de imersão da sonda ultrassônica na solução de teste.

[0086] Pelo contrário, nos exemplos que executam a medição com o método de medição e o aparelho de medição da técnica anterior, em outras palavras, os exemplos que medem a razão de área de fissura na amostra de teste mediante a disposição da amostra de teste e da sonda em cada câmara, a diferença entre a razão de área de fissura CAR e o CAR padrão excede 10%.

[0087] De acordo com o exemplo acima das presentes invenções, portanto, o craqueamento induzido por hidrogênio pode ser medido até na solução de teste contendo sulfeto de hidrogênio ou até para as amostras de teste que têm uma sensibilidade diferente ao HIC em uma precisão igual àquela do método convencional de medição de extrair a amostra de teste da solução de teste e executar a medição com onda ultrassônica.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0088] De acordo com a presente invenção, as fissuras iniciadas no interior da amostra de teste podem ser medidas em tempo real na solução de teste sem extrair a amostra de teste da solução de teste e em uma precisão mais alta. Assim, é muito eficaz para a avaliação nas amostras de teste que tem uma sensibilidade diferente ao HIC. Ademais, a invenção pode ser aplicada não apenas a materiais de aço tais como placas de aço para tubos em linha ("linepipe"), tubo de aço sem costuras e tubos de aço soldado mas também a materiais capazes de obter eco de reflexão das fissuras dentro da amostra de teste imersa na solução de teste mediante testagem ultrassônica. DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1: amostra de teste 2: sonda ultrassônica 2a: vibrador 2b: cabo 3: recipiente de teste (vaso) 3a: câmara de amostra de teste 3b: câmara de sonda 4: parede de partição 5: solução de teste de HIC contendo sulfeto de hidrogênio 6: água 7a: entrada para gás de sulfeto de hidrogênio (gás de nitrogênio) 7b: saída para gás de sulfeto de hidrogênio (gás de nitrogênio) 8: dispositivo de acionamento 9: haste de acionamento 10a: ímã permanente (interno) 10b: ímã permanente (externo) 11: gás de sulfeto de hidrogênio (gás de nitrogênio) 13: caixa para camada interna 14: caixa para camada externa 17: parte de controle aritmético 18: monitor 19: parte de memória 20: parte de entrada

Claims

1. Método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio por meio da imersão de uma amostra de teste (1) em uma solução de teste (5) contendo sulfeto de hidrogênio dentro de um vaso (3) e medindo-se as fissuras iniciadas no interior da amostra de teste (1) com uma sonda ultrassônica (2) caracterizado pelo fato de que a sonda ultrassônica (2) é colocada no vaso (3) e a amostra de teste (1) e a sonda ultrassônica (2) são relativamente submetidas à varredura a cada determinado momento para medir uma posição e um tamanho das fissuras iniciadas no interior da amostra de teste (1) com o tempo em um estado de imersão da amostra de teste (1) na solução de teste (5).

2. Método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a varredura inclui uma varredura mecânica de mover a sonda ultrassônica (2) em relação à amostra de teste (1) ou mover a amostra de teste em relação à sonda ultrassônica (2).

3. Método para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma face de medição da amostra de teste (1) é disposta aproximadamente de modo vertical na solução de teste (5).

4. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, caracterizado pelo fato de que compreende um vaso (3) para alojar uma solução de teste (5) contendo um estado saturado de sulfeto de hidrogênio definido por meio da pressão parcial de sulfeto de hidrogênio e a imersão de uma amostra de teste (1), uma sonda ultrassônica (2) colocada e imersa na mesma solução de teste (5) como a amostra de teste (1) para transmitir uma onda ultrassônica em direção à amostra de teste (1) e recebendo um eco de reflexão a partir da amostra de teste (1), um meio de varredura (8, 9, 10) para realizar varredura relativa da sonda ultrassônica (2) e da amostra de teste (1) a cada determinado momento, e um meio de visualização (18) para visualizar fissuras no interior da amostra de teste (1) com base em um sinal recebido a partir da sonda ultrassônica (1) a cada posição de varredura, em que o vaso (3) é feito de vidro ou acrílico, em que o aparelho compreende uma caixa (14) fabricada a partir de uma resina ou vidro que tem uma resistência à corrosão para a solução de teste (5) disposto fora de uma caixa (13) fabricada a partir de aço inoxidável comum para formar uma estrutura de camada dupla para receber a sonda ultrassônica (2) para vedar hermeticamente e proteger a sonda ultrassônica (2).

5. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o meio de varredura (8, 9, 10) tem um mecanismo de acionamento (8, 9, 10) que move a sonda ultrassônica (2) em relação à amostra de teste (1) ou move a amostra de teste (1) em relação à sonda ultrassônica (2).

6. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de acionamento (8, 9, 10) compreende uma haste de acionamento (9) conectada à sonda ultrassônica (2) ou à amostra de teste (1), um dispositivo de acionamento (8) colocado fora do vaso e um meio de transmissão de potência sem contato (10) para transmitir a potência do dispositivo de acionamento (8) para a haste de acionamento (9) em uma distância a partir do vaso (3) em um estado sem contato.

7. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que é fornecido com um meio removedor de bolhas (22) para remover bolhas afixadas a uma face de medição da amostra de teste (1).

8. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o meio removedor de bolhas (22) é uma escova (22) adaptada à sonda ultrassônica (2) e que utiliza um deslocamento relativo entre a sonda ultrassônica (2) e a amostra de teste (1) pelo mecanismo de acionamento (8, 9, 10) para limpar uma face da amostra de teste (1) irradiada com a onda ultrassônica.

9. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que a sonda ultrassônica (2) é uma sonda de arranjo faseado linear (2) construída através da disposição unidimensional de uma pluralidade de vibradores (2a), cada um transmite e recebe uma onda ultrassônica de modo a executar a varredura eletrônica em uma direção perpendicular a uma direção de varredura através do mecanismo de acionamento (8, 9, 10).

10. Aparelho para medir o craqueamento induzido por hidrogênio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 9, caracterizado pelo fato de que o meio de visualização (18) é construído de modo a obter uma pluralidade de imagens tomográficas ultrassônicas com base nos sinais recebidos a partir da sonda ultrassônica (2) a cada posição de varredura e sintetizar a pluralidade de imagens tomográficas ultrassônicas para reconstruir uma imagem ultrassônica tridimensional do craqueamento no interior da amostra de teste (1).