双抗试验:是指石油管道,法兰,阀门,自动仪表,锅炉,液化气罐等压力容器,金属等制品抗氢致开裂HIC和硫化氢应力腐蚀SSC能力统称,包含HIC和SSC试验。
一、氢致开裂(HIC)及氢鼓泡
氢致开裂是平行的氢层连通在一起产生穿壁裂缝造成的,它们与外加应力或残余应力没有明显的相互作用。在鼓泡处,氢在内部聚积产生的应力加剧了氢致开裂。氢致开裂与钢材的净度密切相关,并且与钢的制造方法、存在的杂质和它们的形状有关。实验室执行标准GB/T8650-2015、NACE TM0284-2016
非均质的细长的硫化物或氧化物夹杂物如果是与钢板轧制方向平行发生的,一般都会发生氢致开裂。这些夹杂物构成形成显微氢鼓泡的场所,这些显微鼓泡会生长,并且最终通过台阶状裂缝连在一起。事实上,有时候把氢致开裂叫做台阶状开裂。
由于氢致开裂对应力没有依存关系,也不是伴随硬化的显微结构发生的,所以,焊后热处理一点作用也没有。限制硫这样的痕量元素以及控制钢的制造变量,才能使钢具有氢致开裂抗性。氢鼓泡是原子氢扩散进入钢材并在空隙、夹层或非金属夹杂物处被截获而造成的。正如上文已经提及的,进入这些部位的氢原子结合在一起会形成分子氢,而分子氢是无法向外扩散而逸出的。聚集在一起的氢气的膨胀压力终使部件发生穿壁分离,并在金属表面出现明显的鼓泡。
氢鼓泡会出现在一块板的两面,或者鼓泡出现在另一鼓泡顶上,取决于夹层的位置。它们大小不一,从小的突起到几英尺直径的肿胀。不断增大的鼓泡会使表面发生扯裂,使设备失去承压能力。
二、硫化物应力开裂(SSC)
硫化物应力开裂(SSC)是一种氢脆开裂形式,假如高强度钢、硬焊缝和焊接热影响区(HAZs)处于酸性环境中,受到拉伸应力作用,并且温度低于82°C(180°F),就会发生硫化物应力开裂。钢材的硫化物应力开裂易发性在很大程度上取决于其组成、显微结构、强度、残余应力、外加应力。
将施加应力的试样浸泡在含H2S的酸性水溶液环境中,通过施加合适增量的载荷获得材料抗SSCC性能数据。实验室执行标准GB/T 4157-2017 及NACE TM0177-2016
拉伸法
评价在单轴拉伸加载下的金属抗SSCC性能。通常用断裂时间确定SSCC敏感性。通过对拉伸试样施加特定应力级的载荷进行720h试验,给出断裂/未断裂或开裂/未开裂试验结果。
试样简单,应力状况明确,试验结果易于判定,能由断裂时间定量评定。但试验周期长(一般需进行720h试验),限制需进行此项试验的钢板、设备等生产厂家的生产进度。
抗SSC和抗HIC试验要求如下
1、HIC试验要求:
HIC试验采用NACE TM0284标准,测试溶液:A溶液;测试时间:96小时。
每个试样的3个截面的最大允许平均比率不应超过下述指标:裂纹长度率(CLR)≤15%,裂纹厚度率(CTR)≤5%,裂纹敏感率(CSR)≤2%。 报告中应提供所有裂纹的金相照片或图表,随测试报告附试样表面的氢鼓泡照片。
2、SSC试验要求:
按照ISO 7539-2或ASTM G39标准采用四点弯曲试样进行,测试溶液:NACE TM0177 的A溶液。测试加载应力:80%AYS(母材实际屈服强度);测试时间:720小时;验收指标:在10倍显微镜下观察,试样在受拉力面上不得有任何SSC表面裂纹或开裂。取样:每组3个试样。
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