本標準涵蓋了在含H2S的低pH值水溶液中,遭受拉伸應力的金屬材料抗開裂失效的試驗。碳鋼和低合金鋼通常在室溫下測試EC抗力,其SSC的敏感性通常較高。對于其他類型的合金,EC敏感性與溫度的相關性更為復雜。
本標準描述了試劑、試樣和使用的設備,討論基材和試樣性能,同時指定了要遵循的測試程序。本標準描述了四種試驗方法:
試驗方法A-NACE標準拉伸試驗
試驗方法B-NACE標準彎曲試驗
試驗方法C-NACE標準C-環(huán)試驗
試驗方法D-NACE標準雙懸臂梁(DCB)試驗
環(huán)境開裂試驗的不確定性
1、應力腐蝕試驗結(jié)果的解釋是一項艱難的任務。本標準中所包含的試驗方法很嚴格,加速試驗使得數(shù)據(jù)評估變得異常困難。在測試不同實驗室之間測試方法的可重復性時,幾個必須注意的不良副作用(頻繁進行許多加速測試)包括:
2、試驗環(huán)境可能通過HIC和氫鼓泡引起失效。對于通常不受SSC影響的低強度鋼,尤其如此。HIC通??梢酝ㄟ^肉眼或金相觀察檢測到。氫鼓泡一般在試樣表面是可見的(關于這種現(xiàn)象的進一步信息,參考NACE標準TM 0284。
3、試驗環(huán)境可能會腐蝕一些在實際現(xiàn)場服務中通常不會腐蝕的合金,從而導致通常不會發(fā)生EC失效的合金出現(xiàn)EC失效。對馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼來說,這個問題特別嚴重。
測試試樣和材料性能
1、應仔細考慮從產(chǎn)品中取出的試樣的位置和方向,以便當產(chǎn)品投入使用時,試驗結(jié)果能提供更有意義的性能指標。一組中的所有試樣應從冶金相同位置提?。ɡ?,所有測試試樣應具有相同位向、類似或接近的相同微觀結(jié)構(gòu)和機械性能)
2、指定時,應按ASTM A370標準試驗方法進行拉伸試驗,以確定基材性質(zhì)。拉伸兩個或更多的試樣,平均單個試樣的測試結(jié)果,來確定材料的屈服強度、斷裂強度、延伸率及斷面收縮率。從與待測試的EC試樣相鄰并且處于相同位置和方向的材料加工拉伸試樣通??梢詫⒃嚇优c試樣的材料性質(zhì)變化減至最小。
3、許多基本材料性能都與EC敏感性有關。因此當規(guī)定時,所有有關化學成分、機械性能、熱處理、機械加工過程(例如冷軋率或冷變形率)應與拉伸測試數(shù)據(jù)一并確定和報告。每--批熱處理材料或者具有固定化學成分而微觀結(jié)構(gòu)不同的材料都應該檢測,就如它們不是同一種材料一樣。
在高溫/壓力下試驗
在H2S存在的情況下,大多數(shù)類型材料的主要開裂機理隨溫度而變化。鐵素體鋼和鐵素體/馬氏體不銹鋼的開裂主要按氫機制進行的(例如,陰極機制),在接近室溫條件下具有最大的敏感性。對于奧氏體不銹鋼來說,隨著溫度的升高,由于陽極過程主要貢獻,裂紋敏感性增加。雙相不銹鋼表現(xiàn)為混合行為,在中等溫度范圍內(nèi)具有最大的開裂敏感性。為了方便在模擬服役條件下的測試,或者預測最惡劣條件,以及方便H2S壓超過100kPa (14.5psia) 條件下的測試,可采用以下修正過的技術。
與室溫和大氣壓力測試相比,在高溫和高壓下進行測試涉及額外的安全考慮因素。盡管這里給出了一些總的指導方針,但仍不能涵蓋所有方面,還需要根據(jù)當?shù)氐陌踩笞鞒鲅a充。因為H2S在試驗過程中可能會被消耗,因此描述了氣體補充和連續(xù)的氣體鼓泡技術。H2S損失率及其對測試環(huán)境腐蝕性的影響是影響試驗結(jié)果的幾個因素,包括試驗材料的腐蝕速率和試驗環(huán)境中H2S的分壓。對經(jīng)驗已證明適合維持所需H2S分壓的措施提出了指導意見,但在所有情況下,應通過測試溶液或氣相中的H2S濃度來測定所需的試驗條件。這個信息必須與測試數(shù)據(jù)一同報告。
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