Investigating the Environmental Sulfide Stress Cracking in Petroleum Industry by a Novel Fracture Mechanics Approach

"يعتبر التصدع البيئي كالتصدع الإجهادي الكبريتيدي أكثر أنواع الانهيار خطورة في أنابيب حقول النفط في وجود سائل يحتوي عى غاز كبريتيد
الهيدروجين ) H2S (، الاكتشافات الحديثة لحقول النفط في الكويت أكدت وبشكل غير متوقع وجود تركيزات عالية من غاز H2S ، يوجد أربعة
أنظمة معيارية لاختبار التصدع الإجهادي الكبريتيدي، من بينها نظام واحد فقط )نظام الذراع الناتئ المزدوج( من أنظمة اختبار آلية التصدع.
عينات الذراع الناتئ المزدوج غير اقتصاديه و كبيرة الحجم و لديها القابلية لتوليد صدوع الحواف مما يؤثر بالقيمة النهائية لمعامل شدة
الاجهاد الكبريتيدي الابتدائي ) KIssc ( للمواد مما يزودنا بقيم خاطئة، لذلك هناك حاجة إلى نظام اختبار آخر من نوع آلية التصدع )نظام العينات
المشدودة المحزوزة محيطيا( لتلافي مشاكل نظام عينات الذراع الناتئ المزدوج ، أحد المميزات الرئيسية لنظام العينات المشدودة المحزوزة
محيطيا هو عدم إمكانية تعرضها لصدع الحواف حيث أنها محزوزة محيطيا ولا يوجد لها حافة، بالإضافة إلى أنها اقتصاديه و صغيرة الحجم.
هدف المشروع إدخال نظام آلية تصدع جديد )نظام العينات المشدودة المحزوزة محيطيا( لاختبار مقاوم السبائك المعدنية للتصدع الإجهادي
الكبريتيدي و لتحديد قيمة KIssc ، سوف يتم تصنيع العينات المشدودة المحزوزة محيطيا من فولاذ P110 )أحد أنواع الفولاذ المستخدم في
حقول النفط( لاستخدامها في إجراء الاختبارات في بيئة تحتوي عى غاز H2S ، و في المقابل سيتم اختبار مقاومة فولاذ P110 للتصدع الإجهادي
الكبريتيدي وتحديد قيمة KIssc باستخدام نظام عينات الذراع الناتئ المزدوج من أجل المقارنة ، سوف يتم بناء نظام جديد خاص من أجل
القيام بالتجارب ، سوف يتم تسجيل نظام التجارب الجديد كبراءة اختراع."

"Environmental cracking, such as sulfide stress cracking (SSC), is considered to be the most dangerous form of failure in oil
and gas industries. The oil reservoirs discovered recently in Kuwait contain unexpectedly high H2S concentration.
There are four standard SSC test methods, but only one (double cantilever beam [DCB]) is a fracture mechanics (FM)
method. The DCB test specimen is costly, bulky, and has the tendency to develop 'edge cracks', which affects the final
threshold sulfide stress intensity factor (KISSC) values of the alloys, thus introducing errors into reported values. Therefore,
there is a need for another FM test method (circumferential notched tensile [CNT] method) for testing the SSC resistance,
which can overcome the problems of the DCB specimen. One of the foremost advantages of the CNT specimen is that it
has no edge effect since it is circumferentially notched and has no edge, in addition to its small size and being economical.
The aim of the proposed project is to introduce a new FM test method (CNT test method) for determining the SSC resistance
and the KISSC of alloys. CNT test specimens will be fabricated from API 5CT P110 steel for performing the experimental works
in an environment containing H2S. Correspondingly, the SSC resistance and KIssc of API 5CT P110 steel will be determined
using the DCB test specimens for comparison. A novel special experimental setup will be constructed for conducting the
experiments. The new setup will be registered as a patent."