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全面解析氫致開裂（HIC）試驗(yàn) 發(fā)布時(shí)間：2018-06-08 瀏覽量：5913次

1、什么是氫致開裂試驗(yàn)？氫致開裂的危害？氫致開裂產(chǎn)生的原因？氫致開裂試驗(yàn)的涉及的領(lǐng)域？

氫致開裂試驗(yàn)又叫抗氫誘導(dǎo)裂紋試驗(yàn)、抗氫脆試驗(yàn)，氫致開裂英文全稱是Hydrogen induced cracking，簡(jiǎn)稱HIC。與金屬原子相比，氫原子尺寸很小，容易從金屬原子間的間隙擴(kuò)散至金屬基體內(nèi)部，與基體發(fā)生物理化學(xué)作用，從而降低金屬基體的機(jī)械性能。氫的來(lái)源可分為內(nèi)氫和外氫兩種：1）內(nèi)氫是指材料在使用前內(nèi)部就已經(jīng)存在的氫，主要是冶煉（原材料中的水分）、酸洗（酸）、電鍍（陰極析氫）、焊接（焊接前未烘干）、熱處理（淬火等）等過(guò)程中；2）外氫或環(huán)境氫是指材料在使用過(guò)程中吸收的氫。如在H₂或H₂S氣體或H₂S水溶液中服役時(shí)，H₂或H₂S能分解出H進(jìn)入構(gòu)件或試樣。在氫氣壓力的作用下，不同層面上的相鄰氫鼓泡裂紋相互連接，形成階梯狀特征的內(nèi)部裂紋稱為氫致開裂，裂紋有時(shí)也可擴(kuò)展到金屬表面。HIC的發(fā)生也無(wú)需外加應(yīng)力，一般與鋼中高密度的大平面夾雜物或合金元素在鋼中偏析產(chǎn)生的不規(guī)則微觀組織有關(guān)。

硫化氫是石油和天然氣中最具腐蝕作用的有害介質(zhì)之一，在天然氣輸送過(guò)程中，硫化氫對(duì)輸送管線的應(yīng)力腐蝕占很大比重。在濕硫化氫環(huán)境中使用時(shí)，能導(dǎo)致碳鋼內(nèi)部出現(xiàn)氫鼓泡（HB）、氫致開裂（HIC）和應(yīng)力導(dǎo)向的氫致開裂（SOHIC）。管材在含硫化氫等酸性環(huán)境中，因腐蝕產(chǎn)生的氫侵入鋼內(nèi)而產(chǎn)生的裂紋成為氫致開裂（HIC）。

抗硫抗氫涉及到的設(shè)備和材質(zhì)主要有：閥體、閥蓋、法蘭、螺栓、閥門、儀表零件、容器設(shè)備、殼體、管束、閥桿、銷、軸、儀表管子、閥門零件、采集氣管線、管件、閥門元件、儀表元件、閥門彈性元件、儀表彈性元件、閥芯、閥門、膜片、壓力密封件、壓力測(cè)量裝置、閥板、閥座、平板閥、堆焊、閥門零件、集油管線、出油管線、低壓系統(tǒng)、水處理設(shè)施、抽油桿、井下泵、控制裝置、彈簧、儀表、軸承、隔板、壓力測(cè)量裝置、壓力密封件、鍛造件、鑄件、無(wú)縫管、密封圈、卡環(huán)、內(nèi)閥、壓力調(diào)節(jié)器、套管、油管、管子、抽油桿、抽油桿泵、氣舉設(shè)備、采油設(shè)備、封隔器、卡瓦、井口、油氣處理和注入社保、天然氣深冷加工設(shè)備、泵、壓縮機(jī)、壓縮機(jī)汽缸、缸套、活塞和閥、壓縮機(jī)墊圈、鉆桿、工具接頭、鉆井節(jié)箍、工具接頭、鉆桿焊接、泥漿泵、鉆井水龍頭、方鉆桿旋塞、防噴器、防噴器剪切閘板、防噴器心子、油嘴、壓井管線、工業(yè)管柱；碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、高合金奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、耐蝕合金鋼、固溶鎳基合金、沉淀硬化鎳基合金、鈷基合金、鈦合金、銅等。

2、氫致開裂（HIC）試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

NACE TM 0284-2016管道鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評(píng)定方法

GB/T 8650-2015管線鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評(píng)定方法

3、氫致開裂（HIC）試驗(yàn)測(cè)試要點(diǎn)總結(jié)

（1）GB/T 8650-2015管線鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評(píng)定方法

適用范圍：管線鋼、壓力容器鋼板、法蘭和管件

試驗(yàn)原理：將無(wú)應(yīng)力的試樣浸泡在標(biāo)準(zhǔn)溶液中，浸泡規(guī)定的時(shí)間后，取出試樣進(jìn)行評(píng)定。本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法不是模擬服役條件，本方法只提供一種具有重現(xiàn)性的試驗(yàn)環(huán)境，以便能夠在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)區(qū)別不同試樣對(duì)氫致開裂（HIC）的敏感性。

試驗(yàn)溶液：溶液A：常溫常壓，含飽和H₂S、NaCl和乙酸（冰醋酸）的蒸餾水或去離子水；溶液B：常溫常壓下，含飽和H₂S的人工海水

試樣要求：

1）鋼管試樣，試樣尺寸：100mm±1mm，寬度 20mm±1mm，厚度管的整個(gè)厚度，最大為30mm，若壁厚超過(guò)30mm，試樣在厚度方向上進(jìn)行交錯(cuò)。每個(gè)表面（即內(nèi)表面和外表面）最多只能各去掉1mm，試樣不允許矯平。數(shù)量：每根試驗(yàn)管應(yīng)取3個(gè)試樣。

2）鋼板試樣，試樣尺寸：100mm±1mm，寬度 20mm±1mm，厚度鋼板的整個(gè)厚度，最大為30mm，若厚超過(guò)30mm，試樣在厚度方向上進(jìn)行交錯(cuò)。軋制面最大可去掉1mm，試樣坯料不允許矯直。數(shù)量：每塊板應(yīng)取3個(gè)試樣；位置：在板端寬度的中間位置，并使試樣的縱軸平行于主軋制方向

3）管件試樣，試樣尺寸：100mm±1mm，寬度 20mm±1mm，試樣的原始表面應(yīng)去除，去除的表面厚度不大于1mm，試樣的坯料不得被矯平。厚度：壁厚不大于30mm的管件，其試樣厚度應(yīng)為整個(gè)管件厚度。對(duì)于厚度大于30mm的管件，應(yīng)進(jìn)行均勻交替取樣。當(dāng)管件尺寸小而不能做100mmX20mm寬的標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，應(yīng)將整個(gè)管件作為試樣，全尺寸管件試驗(yàn)時(shí)，浸泡在溶液中的管件數(shù)量可以是1個(gè)或3個(gè)，保證能獲得9個(gè)檢測(cè)面。數(shù)量：每個(gè)管件應(yīng)取3個(gè)試樣

4）法蘭試樣，試樣尺寸：100mm±1mm，寬度 20mm±1mm，試樣的原始表面應(yīng)去除，去除的表面厚度不大于1mm。試樣的坯料不得被矯平。厚度壁厚不大于30mm的法蘭，其試樣厚度應(yīng)為整個(gè)法蘭厚度。對(duì)于厚度大于30mm的法蘭，應(yīng)進(jìn)行均勻交替取樣。當(dāng)法蘭尺寸小而不能做100mm*20mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，應(yīng)將整個(gè)法蘭作為試樣，全尺寸管件試驗(yàn)時(shí)，浸泡在溶液中的管件數(shù)量可以是1個(gè)或3個(gè)，保證能獲得9個(gè)檢測(cè)面。數(shù)量：每個(gè)法蘭應(yīng)取3個(gè)試樣。