DOSP-VHR-003088 | Mechanismen en invloed van PITting op koolstofstaalconstructies in een maritieme omgeving

Exploitanten en eigenaren gaan ervan uit dat putcorrosie een grote invloed heeft op de levensduur van offshore en maritieme constructies. Hiermee wordt echter niet expliciet rekening gehouden in ontwerpberekeningen, behalve tot op zekere hoogte door het gebruik van S-N krommen voor vrije corrosie. Dit komt omdat de fundamentele mechanismen van gelokaliseerde corrosie in koolstofstaal nog niet volledig begrepen worden, omdat ze alleen beschreven zijn voor materialen zoals roestvast staal. Het blijft onduidelijk of koolstofstaal in een maritieme omgeving onderhevig is aan 'echte' putcorrosie of eerder aan 'heterogene uniforme corrosie', en onder welke omstandigheden dit kan leiden tot een vermindering van de (vermoeiings)levensduur. Er zijn momenteel geen bewezen methoden om het ontstaan en de groei van corrosieputjes in-situ te monitoren. De essentie van de beoogde wetenschappelijke innovatie is het verkrijgen van een verbeterd fundamenteel begrip van hoe en onder welke omstandigheden corrosie van koolstofstaal in een maritieme omgeving kan leiden tot 'pitting', waarbij een 'pit' hier gedefinieerd wordt als een gelokaliseerde aantasting die leidt tot een vermindering van de levensduur van een constructie. Daarnaast willen we kwantitatieve gegevens verkrijgen over de grootte, vorm en groeisnelheid van 'putten' door (1) nieuwe, robuuste en standaardiseerbare methoden te ontwikkelen om corrosiecoupons te analyseren; en (2) methoden te onderzoeken om de putgevoeligheid van koolstofstaal continu te monitoren met behulp van elektrochemische technieken. Tenslotte moet er een methode ontwikkeld worden om de verkregen kwantitatieve data te vertalen naar input voor levensduurmodellen. De academische innovatiedoelstellingen kunnen worden samengevat in een aantal (sub)doelstellingen: Obj. 1: Beter begrip van mechanismen van gelokaliseerde corrosie van koolstofstaal ➢ Subdoel 1.1: Studie van gelokaliseerde corrosie met behulp van elektrochemische technieken bij min. 3 temperaturen, 3 zoutconcentraties, verzadigde en lage zuurstofconcentratie. ➢ Sub-Object 1.2: Laboratoriumonderzoek naar 3 verschillende oppervlakteomstandigheden (blank staal, voorbehandeld, walshuid). ➢ Subdoelstelling 1.3: Onderzoeken van het oorzakelijk verband tussen de hoeveelheid en typologie van macrofouling en plaatselijke corrosie en wat het achterliggende mechanisme is door het analyseren van coupons die in het veld zijn blootgesteld. ➢ Subdoelstelling 1.4: Onderzoek naar modderlijncorrosie door ten minste 2 koolstofstalen strips gedurende 1,5 jaar bloot te stellen. ➢ Subdoelstelling 1.5: Voer ter plaatse een experiment met kathodische bescherming (CP) uit, waarbij CP met tussenpozen wordt in- en uitgeschakeld, met gebruikmaking van kale en vooraf gecorrodeerde oppervlakken. ➢ Sub-Object 1.6: Een schematische grafiek presenteren van hoe putjes groeien (breedte vs. diepte; samensmelten van putjes) in de loop van de tijd, met illustraties van en hoe dit de oppervlaktemorfologie in de loop van de tijd beïnvloedt. Doelstelling 2: Elektrochemische meettechnieken voor continue bewaking van plaatselijke corrosie van koolstofstaal ➢ Subdoel 2.1: Onderzoeken hoe EFM, ECN en EIS kunnen worden gebruikt om putcorrosie te detecteren en of de respons van deze technieken kan worden gebruikt om de intensiteit en de ontwikkeling van putcorrosie te kwantificeren. ➢ Sub-Obj. 2.2: Definieer een methodologie en gegevensanalysemethode (op basis van toelaatbare drempelwaarden voor omgevingslawaai) om EFM, ECN en/of EIS te kunnen gebruiken als veldmonitoringmethoden. Obj. 3: Gestandaardiseerde methode voor de analyse en interpretatie van gecorrodeerde coupons ➢ Subdoel 3.1: Combineer lokale elementmetingen van EDX (binnen putjes) met de globale structuurmetingen van GIXRD op een groot aantal monsters (>200) met verschillende blootstelling. ➢ Sub-Obj. 3.2: Een standaardiseerbare methode ontwikkelen om putcorrosie te kwantificeren op basis van 3D-scans. ➢ Subdoel 3.3: 3D-scans van veel coupons (>200) analyseren en putdiepte/grootte/verdeling kwantificeren. Obj. 4: Statistisch kader om veldgegevens om te zetten in invoergegevens voor levensduurmodellen ➢ Subdoel 4.1: Maak een lijst van de inputvereisten voor verschillende modeltypes en vergelijk deze met beschikbare gegevens. Identificeer kritieke gegevens die beschikbaar zijn via PIT, maar die niet in de huidige modellen worden gebruikt. ➢ Subdoelstelling 4.2: Een statistisch kader ontwikkelen om (veld)gegevens om te zetten in invoergegevens voor modellen voor de levensduur.