GB/T 4157-2017 金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法_标准动态

Laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking
and stress corrosion cracking in H2S environmen

1 范围
本标准规定了在含 H2S 的低 pH 值水溶液环境中，金属材料在受拉伸应力作用下的抗硫化物应力开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）的实验室试验方法。
本标准规定了试验用的试剂、试验装置、试样制备方法和试验程序等要求。本标准包括五种试验方法：

方法A：拉伸试验；
方法B ：三点弯曲试验；
方法C :C形环试验；
方法D ：双悬臂梁（DCB）试验；
方法E：四点弯曲试验。
本标准规定的试验方法包含金属在常温常压和高谧高压条件下进行的抗 SSC和 sec 试验。

本标准适用于：

a)    满足标准要求的产品验收评定试验，或产品满足规定的最低抗环境开裂（EC）性能的产品验收评定出验。
b)    提供产品抗 EC 性能的研究或资料的量化试验，不同试验方法提供的信息如下：
方法A:720 h内不失效的最高单轴拉伸应力；
方法B:720 h内基于统计50%失效司能性的临界应力（Scc ）值；
方法C:720 h内不失效的最高环向应力；
方法D：重复试验试样中有效试样的平均 K 1sscc    SSC 的应力场强度因子临界值）；
方法E:720 h内不失效的最高拉应力。

GB/T 10123 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

环境开裂 environmental cracking; EC
正常状态下具有韧性的材料在环境中由于腐蚀效应引起的脆性断裂，包括氢脆、氢应力开裂、应力腐蚀开裂及硫化物应力开裂等现象。

应力腐蚀开裂 stress corrosion cracking; sec

受到一定的拉伸应力作用的金属材料在某些特定的介质中，由于腐蚀介质和应力的协同作用而发生的脆性断裂现象。在有水和硫化氢存在的情况下，一般指与局部腐蚀的阳极过程和拉应力［残留的和（或）施加的］相关的开裂形式。

硫化物应力开裂 sulfide stress cracking; SSC
在有水和硫化氢存在的情况下，与腐蚀和拉应力［残留的和（或）施加的］有关的一种金属开裂形式，属于氢引起的应力开裂，硫化物存在时，促进金属表面腐蚀所产生的原子氢进入金属，并使金属韧性下降、产生脆性断裂。

氢致开裂 hydrogen-induced cracking; hic

为氢原子扩散进钢铁中并在陷阱处结合成氢分子（氢气）时所引起的在碳钢和低合金钢中的平面裂纹。

总则
4.1 试验过程中应按附录A的要求，小心使用和处理有毒的H2S气体。
4.2 在常漏常压和高温高压条件下，均可采用所有方法CA.、 B、C,D 和 E）对金属进行抗 EC试验。应根据试样材料以及其在使用环境中的开裂机理确定试验的温度，如碳钢和低合金钢通常进行（24土3）℃下的抗 SSC性能试验。应根据试样材料在现场使用时的形状和特点，选择适当的试验方法，如局部区域（如近表面，焊缝区，或其他特征区域）的抗 EC性能宜采用方法 E。
4.3 常温常压下试验程序包括：试样加载应力，然后浸泡在含HzS的酸性水溶液中，并保持到规定时间，得到试验材料的抗 EC 结果。可通过一系列具有适当加载应力增量的 EC试验结果，获得试验材料

的抗EC性能。
4.4 试验温度大于 27℃的常压或高压试验程序，见第 9 章。
4.5 本标准规定的试验方法属于较为苛刻的加速试验方法。