TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Bettge, Dirk A1 - Kratzig, Andreas A1 - Knauer, S. T1 - Factors Influencing Droplet Corrosion in Dense Phase CO2 N2 - Recent studies have shown that even at a very low concentration of impurities (less than 100 ppmv of SO2, NO2, O2 and H2O) the droplet formation and condensation of sulfuric and nitric acids in dense phase CO2 are possible and observable. To reveal the mechanism of droplet corrosion in dense phase CO2 at high pressure and low temperature, further studies on factors that affect wettability and resulting corrosion behaviors of transport pipeline steels are needed. In this study, effects of surface morphology were investigated by varying surface roughness of carbon steel coupons exposed to CO2 stream containing impurities to measure the wettability by contact angle and to observe the condensation as well as possible droplet corrosion that followed. Other considered factors were: pH of the droplet, temperature, droplet volume, and exposure time. T2 - NACE International Corrosion Conference 2019 CY - Nashville, TN, USA DA - 24.03.2019 KW - CCUS KW - Dense phase KW - CO2 KW - Droplet KW - Corrosion KW - Condensation KW - Carbon steel PY - 2019 SP - 13017-1 EP - 13017-13 PB - NACE International CY - Houston AN - OPUS4-47915 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Duarte, Larissa A1 - Andrade, Ana Carolina A1 - Bettge, Dirk T1 - Fractographic Analysis of Fatigue Striations Formation under different Microstructures and Loading Conditions T1 - Fraktographische Untersuchung der Bildung von Schwingstreifen bei unterschiedlichen Gefügezuständen und Belastungsbedingungen N2 - Fatigue failure of a component can occur at service loads considerably lower than the yield strength of the material. Under fatigue loading condition, the material in the vicinity of the tip of a propagating crack repeatedly deforms plastically, leaving microscopic marks on the crack surface, commonly known as fatigue striations. Counting and measuring fatigue striations is a method in estimating the number of loading cycles a component went through until fracture. Some studies suggest a one-to-one relation between the number of fatigue striations and the number of load cycles, but this relation is still debatable, given that there are many factors influencing the formation of those striations. The main purpose of this work is to analyze the influence of microstructure and mechanical strength on the formation of fatigue striations in structural steels, in order to understand how these material properties are related to the fatigue crack behavior. For such, standard Charpy-V samples were subjected to hardness, fatigue and impact testing. Metallography was performed to characterize the microstructure, and a fractographic analysis by using optical and scanning electron microscopy was carried out to investigate the fracture surface. This study shows that steels with higher ductility have a closer one-to-one relation than those with a higher tensile strength. Above a certain level of tensile strength, fatigue striations do form rarely or completely disappear. N2 - Weit unterhalb der Streckfestigkeit des Werkstoffs kann es durch Schwingbruch zum Bauteilversagen kommen. Unter Schwingbeanspruchung wird der Werkstoff in der Nähe der Spitze eines sich ausbreitenden Risses wiederholt plastisch verformt. Dabei entstehen allgemein als Schwingstreifen bekannte mikroskopische Spuren. Das Zählen und Vermessen von Schwingstreifen ist ein Verfahren zum Schätzen der Anzahl von Belastungszyklen, denen ein Bauteil bis zum Bruch ausgesetzt war. Einige Studien legen hier eine 1 : 1-Beziehung zwischen der Anzahl von Schwingstreifen und der Anzahl von Lastspielen nahe. Dies erscheint angesichts der zahlreichen, die Bildung solcher Streifen beeinflussenden Faktoren allerdings fraglich. Hauptziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkungen des Gefüges und der mechanischen Festigkeit auf die Bildung von Schwingstreifen in Baustählen, um Zusammenhänge zwischen diesen Werkstoffeigenschaften und dem Schwingbruchverhalten verstehen zu können. Dafür wurden an Standard-Charpy-V-Proben Härte- sowie Schwing- und Schlagprüfungen durchgeführt. Zur Gefügecharakterisierung wurden die Proben metallographisch untersucht. Die Bruchfläche wurde zur Analyse fraktographisch licht- und rasterelektronenmikroskopisch untersucht. Die vorliegende Untersuchung zeigt dabei auf, dass Stähle mit einer höheren Duktilität näher an eine solche 1 : 1-Beziehung herankommen als solche mit einer höheren Zugfestigkeit. Oberhalb einer bestimmten Zugfestigkeit bilden sich selten oder gar keine Schwingstreifen. KW - Schwingstreifen KW - Fatigue striations PY - 2020 DO - https://doi.org/10.3139/147.110668 VL - 57 IS - 12 SP - 869 EP - 886 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-51952 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Portella, Pedro Dolabella T1 - Fraktographische online-Datenbank: Beispiele Kunststoffe N2 - Im Rahmen der DGM/DVM AG Fraktographie wird an der BAM eine fraktographische online-Datenbank aufgebaut. Während von metallischen Werkstoffen viele Beispiele vorliegen, die auch gut verstanden sind, sind die Brüche von Kunststoffen bislang weniger prominent vertreten. Eine teils ungeklärte Frage ist, in welcher Form sich an Kunststoffen klassische Schwingbrüche nachweisen lassen, wie sie von metallischen Werkstoffen bekannt sind. Der Vortrag zeigt einige Beispiele im Detail und stellt diese zur Diskussion. T2 - VDI Expertenkreis Kunststoffe CY - Wuppertal, Germany DA - 08.11.2018 KW - Schwingbrüche KW - Kunststoffe KW - Fraktographie PY - 2018 AN - OPUS4-47388 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Buggisch, Enrico A1 - Schneider, Hannes T1 - Fraktographische online-Datenbank: Erste Ergebnisse aus Schwingversuchen an Sinterstählen N2 - Im Rahmen der Erstellung einer fraktographischen online-Datenbank an der BAM wurden systematisch Schwingversuche an einem Sinterstahl vorgenommen, dessen Sinterdichte variiert wurde. Die erzeugten Bruchflächen wurden analysiert, mit der Literatur verglichen und Datensätze in die Datenbank eingefügt. T2 - VDI Expertenkreis Sinterstähle CY - Berlin, Germany DA - 12.04.2018 KW - Fraktographie PY - 2018 AN - OPUS4-47389 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hemmleb, M. A1 - Bettge, Dirk ED - Petzow, G. T1 - In-situ Messung der 3D-Topografie von Bruchflächen im REM N2 - Die Abbildung von Bruchflächen im Rasterelektronenmikroskop (REM) liefert hochaufgelöste Bilddaten, die für die mikrofraktografische Bewertung von Bruchmechanismen unerlässlich sind. Die Ermittlung von Bruchmechanismen ist oft ein wichtiger Teil von Schadensanalysen zur Ermittlung der Bruchursache. Durch den Abbildungsprozess im REM gehen räumliche Informationen im Normalfall größtenteils verloren und können daher nicht zur Präzisierung des Bruchmechanismus herangezogen werden. Um räumliche Informationen von Probenoberflächen im REM zu erfassen, gibt es verschiedene Methoden. Die für die Ermittlung der 3D-Topografie bereits länger eingeführten Verfahren mittels Proben- oder Strahlkippung können die Berechnung des Oberflächenmodells erst nach der seriellen Aufnahme mehrerer Bilder vornehmen. Mit der Verwendung eines segmentierten Rückstreudetektors ist dagegen die Erzeugung eines 3D-Oberflächenmodells während der Bildaufnahme praktisch in Echtzeit möglich. Die Probentopografie wird gleichzeitig mit dem Bildeinzug dargestellt und gespeichert. T2 - Metallographietagung 2019 CY - Dresden, Germany DA - 18.09.2019 KW - Fraktografie KW - Schadensanalyse KW - Topografie KW - 3D KW - REM PY - 2019 SN - 978-3-88355-417-4 VL - 2019/53 SP - 175 EP - 180 PB - DGM AN - OPUS4-49332 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kratzig, Andreas A1 - Bettge, Dirk A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Kranzmann, Axel T1 - Interaction of Oxidizing and Reductive Components in CO2 Streams with Transport Pipeline Steel X70 at High Pressure and Low Temperature N2 - Specific amounts of oxidizing and reductive impurities as well as some moisture were added to dense phase CO2 to replicate CO2 streams from sources in a CCS pipeline network. Due to the moisture content being only 50 ppmV no visible acid condensation took place. To simulate stress conditions at the inside pipeline surface due to fluid pressure (10 MPa) specimens were preloaded using a load frame. Experiments conducted at 278 K and at 313 K revealed the highest corrosion rate at lower temperature. Corrosive effect of impurities was strongest applying mixed atmosphere, containing oxidizing and reductive components, closely followed by CO2 streams with pure oxidizing character. By far, the lowest corrosion rate (10x lower) resulted from reductive atmosphere. In general, at constant temperature and pressure the CO2 stream composition strongly influences the morphology, thickness and composition of the corrosion products. Applying oxidizing or mixed impurities, iron hydroxides or oxides (e.g. goethite, hematite) occur as dominating corrosion products, capable to incorporate different amounts of sulfur. In contrast, using reductive atmosphere very thin corrosion layers with low crystallinity were developed, and phase identification by XRD was unfeasible. SEM/EDX analysis revealed the formation of Fe-O compounds, most likely attributed to the oxygen partial pressure in the system induced by CO2 (≥0.985 volume fraction) and volatile H2O. In addition to the surface covering corrosion layer, secondary phases had grown locally distributed on top of the layer. These compounds are characteristic for the applied atmosphere and vary in number, shape and chemical composition. T2 - 14th Greenhouse Gas Control Technologies Conference (GHGT-14) CY - Melbourne, Australia DA - 21.10.2018 KW - CCS KW - CO2 Corrosion KW - Pipelines PY - 2019 UR - https://ssrn.com/abstract=3365756 VL - 2019 SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-49711 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Kratzig, Andreas A1 - Peetz, Christoph A1 - Kranzmann, Axel T1 - Interaction of Oxidizing and Reductive Impurities in CO2 Streams with Transport Pipeline Steel N2 - A main goal of CLUSTER CCS project at BAM was to study the corrosion behaviour of pipeline steel with dense phase carbon dioxide containing impurities. Depending on the kind of impurities specific corrosion mechanisms and corrosion rates were determined. T2 - CO2 and H2 Technologies for the Energy Transition CY - BAM, Berlin, Germany DA - 28.11.2018 KW - Carbon capture KW - Carbon dioxide KW - Corrosion KW - CCS PY - 2018 AN - OPUS4-47016 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bäßler, Ralph A1 - Bettge, Dirk A1 - Bender, R. A1 - Féron, D. A1 - Mills, D. A1 - Ritter, S. A1 - de Graeve, I. A1 - Dugstad, A. A1 - Grassini, S. A1 - Hack, T. A1 - Halama, M. A1 - Han, E.-H. A1 - Harder, T. A1 - Hinds, G. A1 - Kittel, J. A1 - Krieg, R. A1 - Leygraf, C. A1 - Martinelli, L. A1 - Mol, A. A1 - Neff, D. A1 - Nilsson, J.-O. A1 - Odnevall, I. A1 - Paterson, S. A1 - Paul, S. A1 - Prosek, T. A1 - Raupach, M. A1 - Revilla, R. I. A1 - Ropital, F. A1 - Schweigart, H. A1 - Szala, E. A1 - Therryn, H. A1 - Tidblad, J. A1 - Virtanen, S. A1 - Volovitch, P. A1 - Watkinson, D. A1 - Wilms, M. A1 - Winning, G. A1 - Zheludkevich, M. T1 - La corrosion: un défi pour une société durable N2 - Une transition mondiale vers des systèmes énergétiques plus durables, abordables et fiables a été initiée par l’accord de Paris et l’Agenda 2030 des Nations unies pour un développement durable. Il s’agit là d’un défi industriel majeur car les systèmes et infrastructures énergétiques résilients au changement climatique exigent de se positionner pour le long terme. Se pencher sur le comportement dans la durée des matériaux structurels - principalement des métaux et des alliages - s’impose alors comme une nécessité. Dans cette optique, « La corrosion : un défi pour une société durable »présente une série de cas montrant l’importance de la tenue à la corrosion et de la protection anticorrosion des métaux et des alliages pour le développement de systèmes durables, économiques et fiables de production d’énergie. KW - Corrosion KW - Coûts de la corrosion KW - Protection KW - Anticorrosion KW - Stratégies deprévention PY - 2023 DO - https://doi.org/10.51257/a-v1-cor2000 SN - 2555-5383 VL - 2023 IS - Avril SP - 1 EP - 23 CY - Saint-Denis, France AN - OPUS4-57927 LA - fra AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Le, Quynh-Hoa A1 - Yarysh, Anna T1 - MGA Round Robin Test on Al-AM Fatigue Testing - Fractographic Results N2 - Presentation of results of an investigation of fracture mechanisms and crack start sites of an additive manufactured aluminium alloy after fatigue testing. Collaboration within the MGA initiative (Mobility Goes Additive). T2 - MGA Mid Term Meeting 2022 CY - Berlin, Germany DA - 05.07.2022 KW - Aluminium Alloy KW - Fractography KW - Additive Manufacturing PY - 2022 AN - OPUS4-55192 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Schiller, B.N. A1 - Beck, M. A1 - Bettge, Dirk T1 - On the corrosion behaviour of co 2 injection pipe steels: role of cement N2 - Carbon Capture and Storage (CCS) is identified as an excellent technology to reach the target of CO2 reduction. However, the safety issue and cost-effectiveness hinder the future of CCS. For the reliability and safety issues of injection wells, the corrosion resistance of the materials used needs to be determined. In this study, representative low-cost materials including carbon steel 1.8977 and low alloyed steel 1.7225 were investigated in simulated pore water at 333 K and under CO2 saturation condition to represent the worst-case scenario: CO2 diffusion and aquifer fluid penetration. These simulated pore waters were made from relevant cement powder to mimic the realistic casing-cement interface. Electrochemical studies were carried out using the pore water made of cement powder dissolved in water in comparison with those dissolved in synthetic aquifer fluid, to reveal the effect of cement as well as formation water on the steel performance. Two commercially available types of cement were investigated: Dyckerhoff Variodur® and Wollastonite. Variodur® is a cement containing high performance binder with ultra-fine blast furnace slag which can be used to produce high acid resistance concrete. On the other hand, Wollastonite is an emerging natural material mainly made of CaSiO3 which can be hardened by converting to CaCO3 during CO2 injection. The results showed the pH-reducing effect of CO2 on the simulated pore water/aquifer (from more than 10 to less than 5) leading to the active corrosion process that happened on both 1.8977 and 1.7225. Electrochemical characterization showed negative free corrosion potential and polarisation curves without passive behaviors. The tested coupons suffered from pitting corrosion, which was confirmed by surface analysis. Interestingly, basing on the pit depth measurements from the tested coupons and the hardness of cement powder, it is suggested that Variodur® performed better than Wollastonite in both aspects. The electrochemical data was compared to that resulted from exposure tests to give a recommendation on material selection for bore-hole construction. T2 - EUROCORR 2019 CY - Sevilla, Spain DA - 09.09.2019 KW - Cement KW - Carbon capture KW - Corrosion and storage (CCUS) technology KW - Utilization KW - Carbon steel KW - Crevice corrosion PY - 2019 SP - Paper 200597, 1 EP - 4 PB - SOCIEMAT CY - Madrid, Spain AN - OPUS4-49109 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -