硫化物应力腐蚀(Sulfide Stress Corrosion Cracking,SSCC或SSC)是应力腐蚀(SCC)中的一个特殊类型,但与通常所说的应力腐蚀有所区别,在通常所说的应力腐蚀中,环境所起的作用是以阳极溶解为主,而SSC则是以阴极充氢为主。目前SSC机理尚未被完全揭示,但目前大多数学者倾向于这种开裂是由氢导致,并且硫离子或硫化氢对氢向材质内的扩散有一定的促进作用。在石油、天然气(尤其是天然气)长输管道中,高压高强度管道的硫化物应力腐蚀开裂会引发重大的安全事故,因此需要评价管线钢的抗SSC性能,保证管道的安全。 拉伸法:试样长度≥100mm,工作段应长25.4mm,直径6.35±0.13mm。每组三个试样 弯梁法:美标(三点弯):67.3mm*4.57mm*1.52mm 国标(两点):宽15-25mm,长110mm-255mm,厚度要求0.8-1.8mm C型法:外径≥15.9mm 国标:外径≥15mm具体参照图纸 双悬臂梁: 常规样品≥101.6*25.4*9.35mm;薄样品T≥4.76mm 四点弯:长110mm-250mm,宽15mm-50mm,厚度客供(如5mm) HIC氢致开裂试验又叫抗氢诱导裂纹试验、抗氢脆试验,
氢致开裂(HIC)英文全称是:Hydrogen induced cracking,简称HIC。与金属原子相比,氢原子尺寸很小,容易从金属原子间的间隙扩散至金属基体内部,与基体发生物理化学作用,从而降低金属基体的机械性能。 氢的来源可分为内氢和外氢两种: (1) 内氢是指材料在使用前内部就已经存在的氢,主要是冶炼(原材料中的水分)、酸洗(酸)、电镀(阴极析氢)、焊接(焊接前未烘干)、热处理(淬火等)等过程中; (2) 外氢或环境氢是指材料在使用过程中吸收的氢。如在H2或H2S气体或H2S水溶液中服役时,H2或H2S能分解出H进入构件或试样。 在氢气压力的作用下,不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接,形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂,裂纹有时也可扩展到金属表面。HIC的发生也无需外加应力,一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织有关。现在已广泛运用氢致裂纹(HIC)来描述裂纹类型,并且被NACE国际组织采用。
SSC试验步骤:
1、用蒸馏水和分析纯级化学药品配制成本次试验的试验溶液。
2、 试验前,试样用丙酮脱脂,然后用酒精清洗除水。将处理好的试样装在应力环测试系统上,待溶液注入试验容器后开始试验。
3 、试验压力为常压,试验温度为24±3℃。
4、以每分钟每升溶液 100mL 的速度通入氮气 1h 脱氧。
5 、关闭N 2 ,以每分钟每升溶液200mL 的速度通入H 2 S 气体1小时,然后保持H 2 S 气体为正压,持续720小时。如样品未满720小时断裂,则该样品试验结束。
6 、通气完毕,取出试样在流水中清洗,并用酒精清洗,在冷风中吹干。
7 、按标准用低倍显微镜观察未断裂试样的工作段裂纹。
试验结果:
1、A溶液:5%NaCl+0.5% CH 3 COOH+饱和硫化氢水溶液,起始试验溶液pH值为2.73
2、试验结束后,按试验标准的要求放大10X对未断裂样品工作段进行检查,观察表面是否有EC裂纹。
氢脆实验HIC:
1、标准规定试验方法: 将无应力试样暴露在下面标准溶液中的任一种: 溶液A:常温常压,含饱和硫化氢的氯化钠醋酸溶液 溶液B:常温常压,含饱和硫化氢的人工海水。
2、时间:试验固定时间96小时,试验时间从通入硫化氢1小时后开始计算
3、评定:暴露规定时间后,取出试样并进行评定。根据试样上裂纹长度和宽度出具裂纹敏感率、裂纹长度率、裂纹厚度率这些数据. 如有特殊要求,我们还可根据标准NACE TM 0103-2003进行抗应力导向氢致开裂试验。
4、应力腐蚀的发生条件和特征:
(1)必须是拉应力;
(2)构成一定材料发生应力腐蚀的环境介质是特定的;
(3)应力腐蚀破裂速度远大于其他局部腐蚀速度,但比纯力学(机械)断裂速度小得多;
(4)应力腐蚀断裂,常在无明显预兆的情况下突然发生,故其危害性极大;
(5)裂纹形态有晶间型、穿晶型和混合型3种;
(6)断口形貌,宏观上属于脆性断裂,其微观上可观察到断面上仍有塑性流变痕迹。
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