Korrosionsanfälligkeit von Mooring-Kettenstahl unter zyklischer Beanspruchung

Korrosionsermüdung ist eine schwerwiegende Form der Degradierung, die aus der gemeinsamen Wirkung zyklischer Zugspannungen und einer korrosiven Umgebung resultiert und insbesondere in Mooring-Ketten von Offshore-Strukturen relevant ist. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Korrosionsermüdung einer hochfesten niederkohlenstoffhaltigen Stahllegierung, die in Mooring-Ketten verwendet wird. Während viele Studien sich mit der Keimbildung von Rissen aus Korrosionsgruben befassen, behandelt die Arbeit eher den gegenteiligen Effekt, d.h. wie die zyklische Spannung die Keimbildung und das Wachstum von Gruben beeinflussen kann. Eine Reihe von angewandten zyklischen Spannungen wurde sowohl auf zylindrische Proben als auch auf trunk-konisch geformte Proben angewendet, wobei der Korrosionsgrad durch quantitative Bildanalyse der korrodierten Oberfläche geschätzt wurde, wobei der Anteil der korrodierten Fläche als Index verwendet wurde. Die zyklische Zugspannung förderte die Keimbildung/Wachstum von Gruben auf der Oberfläche. Die korrodierte Fläche in zylindrischen Proben nimmt exponenziell mit der Spannung zu, wenn das Smith-Watson-Topper (SWT) Modell berücksichtigt wird. Die Geometrie der trunk-konischen Probe zeigt den Effekt der Spannung für eine einzige Belichtungszeit, ein Vorteil im Vergleich zur zylindrischen Geometrie, in der der Effekt der Belichtungszeit nicht von dem der angewandten Spannung isoliert werden kann. Das Ausmaß der Oberflächenkorrosion nimmt mit der lokalen Mittelspannung zu, außer in einem engen Bereich nahe dem Riss, wahrscheinlich aufgrund lokaler Kathodenschutzmaßnahmen, die durch die Anode im Riss induziert werden. Es werden Korrelationen für die Spannungsgrenzen vorgeschlagen, die einer bestimmten Reduktion der Korrosionsermüdungslebensdauer entsprechen, und für den Oberflächenkorrosionsschaden als Funktion des lokalen SWT-Parameters.