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1、什么是應(yīng)力導向氫致開裂？

氫致開裂（HIC）英文全稱是Hydrogen induced cracking。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，在天然氣輸送過程中，硫化氫對輸送管線的應(yīng)力腐蝕占很大比重。在濕硫化氫環(huán)境中使用時，能導致碳鋼內(nèi)部出現(xiàn)氫鼓泡（HB）、氫致開裂（HIC）和應(yīng)力導向氫致開裂（SOHIC）。應(yīng)力導向氫致開裂（SOHIC）試驗是在硫化氫水溶液的環(huán)境下對碳鋼進行開裂敏感性評價。濕硫化氫的腐蝕主要是由于電化學腐蝕和反應(yīng)產(chǎn)生的氫原子擴散至鋼中引起的。應(yīng)力導向氫致開裂（SOHIC）常發(fā)生在焊接頭的熱影響區(qū)及高應(yīng)力集中區(qū)，應(yīng)力集中經(jīng)常是由裂紋缺陷或應(yīng)力腐蝕裂紋引起的。

應(yīng)力導向氫致開裂試驗的應(yīng)用范圍有石油相關(guān)設(shè)備、管道、閥門、法蘭、壓力容器、鍛件、鑄件等。焊接壓力容器的碳鋼板在濕硫化氫環(huán)境工作時，可能遭受一種或多種形式的環(huán)境開裂，這些開裂包括硫化物應(yīng)力腐蝕開裂、氫致開裂、應(yīng)力導向氫致開裂。對于具有很好的抗氫致開裂性能的鋼，由于它們在冶煉過程及其形成的顯微結(jié)構(gòu)仍具有對應(yīng)力導向氫致開裂的敏感性，可能需要進行應(yīng)力導向氫致開裂試驗。

2、應(yīng)力導向氫致開裂的測試標準及測試要點總結(jié)

試驗標準：NACE TM0103 評價在濕硫化氫環(huán)境下鋼板的抗應(yīng)力導向氫致開裂（SOHIC）性能的實驗室試驗方法

試驗方法：雙梁(DB)試驗、NACE TM0177 A法

試驗溶液：A溶液，由5.0wt%的氯化鈉（NaCl）和0.5wt%的冰醋酸（CH₃COOH）溶解到蒸餾水或去離子水中構(gòu)成，然后在100kPa (1atm) 下充入硫化氫氣體至飽和，其初始pH應(yīng)在2.7士0.1，在試驗期間PH值不應(yīng)超過4.0，溶液A可提供鋼材評價需要的強充氫環(huán)境；

溶液B，由按照ASTM D 114117常備溶液No.1或No.2 (不含重金屬離子)制備的人造海水組成，然后在100kPa(1atm)充入硫化氫氣體到飽和，其pH值應(yīng)在4.8~5.4之間才有效，溶液B可提供對鋼材評價需要的中等充氫環(huán)境

試樣要求：標準試樣的最小長度305mm，寬38mm，厚13mm，狹槽深度2mm，其曲率半徑為0.13mm±0. 01mm，粗糙度0. 91um，定距栓直徑13mm，定距栓距離51mm；小尺寸試樣最小長度146mm, 寬25mm，厚度不小于4.6mm，狹槽深度2mm，其曲率半徑0.13±0. 01mm，粗糙度0. 91um，定距栓直徑6. 4mm，定距栓距離38mm。加載量△d

式中：

L為螺栓中心線間的距離(mm)

  a為螺栓與定距栓中心線間的距離(mm)

  t 為最小厚度(mm)

  E 為彈性模量：鋼為20.4* 104MPa=彎曲量(mm)

  S為期望的外側(cè)表面假定應(yīng)力(MPa)，DB測試使用的假定應(yīng)力的值一般為材料指定的最小屈服強度(SMYS)的50%到100%以上。

試驗過程：a、按硫化氫拉伸樣品要求加工試樣并檢查試樣表面情況并記錄；b、測量試樣最小直徑尺寸，計算所需應(yīng)力水平的試驗載荷，并根據(jù)試驗載荷選擇選擇相應(yīng)等級的應(yīng)力環(huán)進行試驗；c、用丙酮清洗試樣，清洗后，試樣的測試部分不能用手或其它可能損壞其表面的物體碰觸；d、固定試樣到應(yīng)力環(huán)上，密閉試樣與試驗容器的間隙，加載荷力，注意加載時應(yīng)多次少量進行，并測量加載量，避免超過要求值；e、將試驗溶液注入容器，連接試驗系統(tǒng)，并立即通入氮氣(N₂)除氧，除氧時間不少于2 小時，確保通入硫化氫(H₂S)前溶液中無氧，同時，檢查容器的氣密性；f、通硫化氫(H₂S)氣體，初始以連續(xù)氣泡通入，使之盡快達到包和，大約1小時后，降低通氣量(每分鐘幾個氣泡)，使硫化氣(H₂S)在容器內(nèi)保持正壓，并且應(yīng)在通入氣體前打開氣體超標報警器，試驗過程中，如果中和裝置內(nèi)的中和液體回流，或試驗溶液除氧不徹底，通入硫化氫(H₂S)后液體不透明，都表示試驗不合格，應(yīng)取出試樣，重新清洗，并重新試驗；g、試驗過程中應(yīng)保證試驗溫度在24土3C，試驗前溶液PH2. 6~2.8之間，結(jié)束后的PH不應(yīng)大于4，持續(xù)時間為720h；h、試驗結(jié)束后關(guān)閉H₂S氣閥，并通入氮氣吹掃，時間不小于6h以充分趕出容器及氣管中殘余的H₂S氣體；j、取出試樣，做好記錄，并對容器進行清洗，并在10倍下檢驗樣品表面有無電化學腐蝕裂紋

試驗結(jié)果評定：用放大鏡檢查表面開裂和鼓泡情況（單個試樣表面的氫鼓泡面積不超過試樣面積得1%，且任何一個氫鼓泡的直徑不超過1mm）、CCL（連續(xù)開裂長度）、DCL（不連續(xù)開裂長度）、TCL（總開裂長度）