雙抗試驗(yàn):是指石油管道,法蘭,閥門,自動(dòng)儀表,鍋爐,液化氣罐等壓力容器,金屬等制品抗氫致開裂HIC和硫化氫應(yīng)力腐蝕SSC能力統(tǒng)稱,包含HIC和SSC試驗(yàn)。
一、氫致開裂(HIC)及氫鼓泡
氫致開裂是平行的氫層連通在一起產(chǎn)生穿壁裂縫造成的,它們與外加應(yīng)力或殘余應(yīng)力沒有明顯的相互作用。在鼓泡處,氫在內(nèi)部聚積產(chǎn)生的應(yīng)力加劇了氫致開裂。氫致開裂與鋼材的凈度密切相關(guān),并且與鋼的制造方法、存在的雜質(zhì)和它們的形狀有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T8650-2015、NACE TM0284-2016
非均質(zhì)的細(xì)長(zhǎng)的硫化物或氧化物夾雜物如果是與鋼板軋制方向平行發(fā)生的,一般都會(huì)發(fā)生氫致開裂。這些夾雜物構(gòu)成形成顯微氫鼓泡的場(chǎng)所,這些顯微鼓泡會(huì)生長(zhǎng),并且最終通過臺(tái)階狀裂縫連在一起。事實(shí)上,有時(shí)候把氫致開裂叫做臺(tái)階狀開裂。
由于氫致開裂對(duì)應(yīng)力沒有依存關(guān)系,也不是伴隨硬化的顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生的,所以,焊后熱處理一點(diǎn)作用也沒有。限制硫這樣的痕量元素以及控制鋼的制造變量,才能使鋼具有氫致開裂抗性。氫鼓泡是原子氫擴(kuò)散進(jìn)入鋼材并在空隙、夾層或非金屬夾雜物處被截獲而造成的。正如上文已經(jīng)提及的,進(jìn)入這些部位的氫原子結(jié)合在一起會(huì)形成分子氫,而分子氫是無法向外擴(kuò)散而逸出的。聚集在一起的氫氣的膨脹壓力終使部件發(fā)生穿壁分離,并在金屬表面出現(xiàn)明顯的鼓泡。
氫鼓泡會(huì)出現(xiàn)在一塊板的兩面,或者鼓泡出現(xiàn)在另一鼓泡頂上,取決于夾層的位置。它們大小不一,從小的突起到幾英尺直徑的腫脹。不斷增大的鼓泡會(huì)使表面發(fā)生扯裂,使設(shè)備失去承壓能力。
二、硫化物應(yīng)力開裂(SSC)
硫化物應(yīng)力開裂(SSC)是一種氫脆開裂形式,假如高強(qiáng)度鋼、硬焊縫和焊接熱影響區(qū)(HAZs)處于酸性環(huán)境中,受到拉伸應(yīng)力作用,并且溫度低于82°C(180°F),就會(huì)發(fā)生硫化物應(yīng)力開裂。鋼材的硫化物應(yīng)力開裂易發(fā)性在很大程度上取決于其組成、顯微結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、殘余應(yīng)力、外加應(yīng)力。
將施加應(yīng)力的試樣浸泡在含H2S的酸性水溶液環(huán)境中,通過施加合適增量的載荷獲得材料抗SSCC性能數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4157-2017 及NACE TM0177-2016
拉伸法
評(píng)價(jià)在單軸拉伸加載下的金屬抗SSCC性能。通常用斷裂時(shí)間確定SSCC敏感性。通過對(duì)拉伸試樣施加特定應(yīng)力級(jí)的載荷進(jìn)行720h試驗(yàn),給出斷裂/未斷裂或開裂/未開裂試驗(yàn)結(jié)果。
試樣簡(jiǎn)單,應(yīng)力狀況明確,試驗(yàn)結(jié)果易于判定,能由斷裂時(shí)間定量評(píng)定。但試驗(yàn)周期長(zhǎng)(一般需進(jìn)行720h試驗(yàn)),限制需進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)的鋼板、設(shè)備等生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)進(jìn)度。
抗SSC和抗HIC試驗(yàn)要求如下
1、HIC試驗(yàn)要求:
HIC試驗(yàn)采用NACE TM0284標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試溶液:A溶液;測(cè)試時(shí)間:96小時(shí)。
每個(gè)試樣的3個(gè)截面的最大允許平均比率不應(yīng)超過下述指標(biāo):裂紋長(zhǎng)度率(CLR)≤15%,裂紋厚度率(CTR)≤5%,裂紋敏感率(CSR)≤2%?!?bào)告中應(yīng)提供所有裂紋的金相照片或圖表,隨測(cè)試報(bào)告附試樣表面的氫鼓泡照片。
2、SSC試驗(yàn)要求:
按照ISO 7539-2或ASTM G39標(biāo)準(zhǔn)采用四點(diǎn)彎曲試樣進(jìn)行,測(cè)試溶液:NACE TM0177 的A溶液。測(cè)試加載應(yīng)力:80%AYS(母材實(shí)際屈服強(qiáng)度);測(cè)試時(shí)間:720小時(shí);驗(yàn)收指標(biāo):在10倍顯微鏡下觀察,試樣在受拉力面上不得有任何SSC表面裂紋或開裂。取樣:每組3個(gè)試樣。
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