NACETM0103-2003湿H2S用钢板耐SOHIC性能评估的实验室试验程序标准试验方法_标准动态

NACETM0103-2003湿H2S用钢板耐SOHIC性能评估的实验室试验程序标准试验方法

1.1本标准涵盖了用SOHIC现象评估碳钢在硫化氢( H2S )水环境中开裂敏感性的试验。这些环境中的开裂试验通常在开裂敏感性较高的室温下进行。但是, 也可能存在其他情况, 从腐蚀、氢渗透和开裂严重程度的角度来看,这些情况可能比室温试验中发现的情况更严重或更不严重。

1.2本标准规定了用于SOHIC的NACE标准双光束(DB)试验的试剂、试样、试验装置、基材和试样特性、试验溶液、试验程序和试样评定程序。1~9节涵盖了DB试验,重点是评估材料在存在拉应力和用于引发开裂的应力集中器的情况下的抗贯穿裂纹性能。第10节给出了使用现有NACE标准TM0177方法A (拉伸试验)的替代SOHIC试验程序。本节提供了TM0177方法的附加要求,当需要失效时间数据或临界应力方法时,评估SOHIC的程序。附录A至D中

给出了在SOHIC碳钢和焊接件试验中可能有用的其他推荐和可选程序及相关信息。

DB试验为在可能导致钢板SOHIC的拉伸应力条件下评估碳钢的贯穿厚度内部裂纹提供了依据。它采用四点弯曲的DB试样。据观察,当拉伸应力施加到试样上时,可能会出现厚度增加的内部裂纹(由于SOHIC 的存在b更具体地说,即使暴露在相同环境中的无应力试样未出现裂纹,

应力试样也可能出现裂纹。

试验程序总结如下:应力DB试样在环境压力和温度下浸入饱和H2S的水溶液中。试验溶液可以选择在钢中产生中到高水平的电解充氢条件这可能在易受影响的钢中产生严重程度中到高的开裂。标准测试溶液是酸性的。然而, 附录A中描述了- -种可选的含碱性氰化物的试验溶液,该溶液已被证明能产生钢的显著充氢和易受影响钢的内部开裂。通常没有必要模拟使用环境的实际情况，而是选择-种测试溶液,该测试溶液会导致氢气充注的严重程度适合所考虑的评估。

本文给出了在DB试样拉伸表面上的槽下测量贯穿开裂程度的程序。还提供了可用于进一步表征和分析可能与HIC和/或SOHIC有关的内部裂纹位置和程度的可选方法。这些试验方法可以扩展到高温和高压;但是,这超出了本标准的范围。

1.3下列术语、定义和描述有助于区分充氢条件下钢中可能出现的各种形式的内部裂纹:

1.3.1硫化物应力开裂( SSC)一在水和H2S (氢应力开裂的一种形式[IHSC] )存在下,在拉伸.应力和腐蚀共同作用下的金属开裂。

钢被硫化氢腐蚀,在金属表面释放出原子氢。硫化氢还毒害原子氢合成分子氢,从而促进钢对原子氢的吸收。原子氢随后扩散到钢中,并倾向于在高金属硬度和高拉伸应力(无论是施加的还是残余的)区域积聚,使钢脆化。因此,SSC机制涉及氢脆。低强度钢的开裂模式主要是穿晶的,但在局部硬区和高强度钢(即马氏体或贝氏体)中可以是混合模式甚至是沿晶的。

1.3.2氢致开裂(HIC )-连接金属不同平面.上相邻氢泡或金属表面的分步内部裂纹(也称为分步开裂）HIC的形成不需要外加应力。裂纹扩展的驱动力是气泡周围因气泡内部压力积聚而产生的高应力。

这些高应力场之间的相互作用往往会导致在不同平面上形成连接气泡的裂纹。钢中气泡在不同平面上的连接被称为逐步开裂,以表征裂纹外观的性质。

1.3.3应力导向氢致开裂( SOHIC )- - -组由氢致开裂连接的小气泡,由于高局部拉应力,这些

气泡沿钢的厚度方向排列。

SOHIC是一种特殊形式的HIC ,通常发生在母材中,靠近焊接热影响区,焊接残余应力高。它也可能发生在其他高应力点,如其他环境裂纹的尖端(例如,SSC)或几何异常(例如,在焊趾处》在典型的压力容器焊接件上,小气泡的近垂直堆积和连接裂纹的方向与拉伸应力垂直,所以它们的方向是贯穿厚度方向。

1.4许多因素可以确定钢在含水含硫化氢环境中的开裂敏感性。通常认为,在含水H2S环境中评估钢开裂的实验室试验方法是严格的。此外,由于许多原因,这些试验可能无法直接模拟湿硫化氢炼油厂服务中暴露条件的实际严重性。如本文所述的实验室试验通常用于提供在受控条件下抗开裂材料的等级,以评估成分、冶金和/或焊接参数,并比较各种材料之间的敏感性。本试验方法的使用者有责任确定程序对预期应用的适用性,并建立适当的试验性能要求和验收标准。这些考虑不在本标准的范围内。

涉及含水H2S环境的试验方法也可能有许多加速试验常见的副作用。附录A中给出了在含水H2S环境中评估钢的试验方法选择的-些相关方面。

1.5安全注意事项:硫化氢和氰化盐是剧毒化学品,必须小心处理。( 有关硫化氢气体和含硫化氢及氰化物溶液的安全考虑和毒性的讨论,见附录B )本标准并非旨在解决与其使用相关的所有安全问题。使用者有责任确定和/或建立适当的安全程序和健康实践,并在使用前确定任何政府

法规的适用性。

1.6标准化:对控制材料进行定期试验时,最好能发现与正确试验条件的某些无意偏差。对于该测试,应使用本文给出的程序,从相对均匀且已知对SOHIC敏感的材料中制备试样。这些标准化程序的使用和应用应由用户决定。

涉及测试：应力导向氢致开裂试验（SOHIC）