ASTM E1681: KIH test op metaal
De KIH test is een breukmechanische test voor het bepalen van de drempelspanningsintensiteitsfactor (KIH) van een materiaal in waterstofomgeving. ASTM E1681 maakt onderscheid tussen twee types belasting: de KIH test met constante verplaatsing en de KIH test met constante kracht op door vermoeiing voorgescheurde CT samples.
Het doel van deze KIH tests volgens ASTM E1681 is het inschatten van de geschiktheid van een metaal voor gebruik in speciale buizen en pijpleidingen voor transport van waterstof.
Normen Uitvoeren van de test Karakteristieke waarden Samples Passende producten Vraag een gesprek Waterstofbrochure
Relevante normen voor KIH tests
De volgende normen zijn van toepassing voor de KIH test en de bepaling van de drempelspanningsintensiteitsfactor (KIH) in een waterstofomgeving:
- ASME B31.12 – Norm rond waterstofleidingen en pijpleidingen
Deze norm omschrijft de veiligheid van pijpleidingen en bevat vereisten voor pijpleidingen die gasvormig en vloeibaar waterstof transporteren. - ASME BPVC.VIII.3 - ASME code voor boilers en drukvaten, Deel 3, alternatieve regels voor bouw van vaten voor hoge druk
Deze norm bevat de voorwaarden voor tests in waterstof onder druk en, afhankelijk van de testmethode, verdere vereisten voor de berekening van KIH. - ASTM E1681 - Standaard testmethode voor bepaling van de drempelspanningsintensiteitsfactor van metalen onder invloed van de omgeving
De norm ASTM E1681 beschrijft de bepaling van de drempelspanningsintensiteitsfactor KIH in een waterstofomgeving.
Uitvoeren van de test volgens ASTM E1681
Voorafgaand aan het uitvoeren van de KIH test wordt het CT sample met vermoeiing voorgescheurd in een servohydraulische testmachine. Dit voorgescheurde CT sample wordt dan in een omgeving van gasvormig waterstof gebracht. ASTM E1681 maakt onderscheid tussen twee hoofdtypes belasting: ofwel wordt het sample belast met constante verplaatsing over een bepaalde periode, ofwel wordt het met een constante kracht belast. Soms leidt dit tot groei van de scheur of tot breuk, maar dit is niet steeds het geval.
Voor KIH tests met constante verplaatsing is geen testmachine nodig. Het sample wordt met bouten belast tot een bepaalde constante verplaatsing in een inerte omgeving. Een clip-on extensometer wordt gebruikt voor het meten van de verplaatsing van dit geboute sample onder invloed van de last. Voor de KIH test met constante kracht is een testmachine nodig, bijvoorbeeld een elektromechanische kruiptestmachine, om het voorgescheurde sample te belasten met een bepaalde trekkracht.
Voor de KIH test met constante verplaatsing moet een bepaalde workflow aangehouden worden:
- Voorscheuren van het CT sample in een dynamische testmachine
- Verplaatsing van de belastingslijn van het CT sample in een inerte atmosfeer met een clip-on extensometer
- Belasting van het CT sample en plaatsing in de autoclaaf
- Onder druk zetten van de autoclaaf voor 1.000 uren
- Verwijderen van het CT sample voor visuele evaluatie van het breukvlak
Belangrijke karakteristieke waarden volgens ASTM E1681
Deze karakteristieke waarden volgens ASTM E1681 worden gebruikt om de weerstand te evalueren van een metaal tegen scheurvorming onder invloed van waterstof:
- KIH
KIH is een afkorting voor “drempelspanningsintensiteitsfactor”. KIH wordt gedefinieerd als de drempelwaarde van de spanningsintensiteitsfactor. - KIEAC en KEAC
EAC is een afkorting voor Environment Assisted Cracking. KIEAC en KEAC worden gedefinieerd als de hoogste waarde voor de spanningsintensiteitsfactor waarbij geen breuk of scheurgroei optreedt. KIEAC wordt daarom begrepen als de maximaal toelaatbare belasting op bestaande kerven en scheuren waarbij het systeem veilig bediend kan worden.
Vereisten aan het sample volgens ASTM E1681
Bij de selectie van samples voor KIH tests is het belangrijk te houden aan de vereisten op vlak van afmeting en minimale dikte van het sample zoals omschreven in ASTM E1681.
De volgende samplevormen kunnen gebruikt worden:
- Met bouten belaste CT samples (voor KIH tests met constante verplaatsing)
- CT samples (voor KIH tests met constante kracht)
