ssc硫化氢应力腐蚀试验——容大检测

1. 什么是SSC硫化氢应力腐蚀？

SSC是硫化物应力开裂 的缩写，它是氢致开裂 的一种形式，发生在高强度钢和某些合金在拉伸应力和湿硫化氢 环境共同作用的条件下。

核心要素：

敏感材料：通常是高强度钢、高硬度焊缝区域。

腐蚀环境：含有水和硫化氢的环境。

拉伸应力：必须存在持续的拉伸应力，可以是外加应力（如管道内压），也可以是残余应力（如焊接、冷加工产生的应力）。

破坏机理：

硫化氢在水中电离产生氢离子。

氢离子在钢表面被还原成氢原子。

硫化氢的存在会“毒化”这一反应，阻碍氢原子结合成氢分子逸出，从而使得大量氢原子渗透到钢的内部。

氢原子在钢的微观缺陷处（如夹杂物、晶界）聚集，结合成氢分子，产生巨大的内部压力。

在拉伸应力的共同作用下，导致材料发生脆性开裂。这种开裂通常没有明显的塑性变形，非常突然和危险。

2. SSC试验的目的

SSC试验的主要目的是评估和筛选金属材料（主要是钢管、管件、阀门、压力容器用钢等）在含硫化氢酸性环境中的抗硫化物应力开裂能力。

通过该试验，可以：

确保材料适用性：确认所选材料能否在特定的酸性油气田环境中安全使用。

质量控制：作为产品出厂验收的标准。

研发支持：帮助开发具有更优抗SSC性能的新材料和新工艺。

3. 常用试验标准

国际上和国内有多个标准来规范SSC试验，其中最著名和广泛应用的是美国腐蚀工程师协会（NACE） 的标准。

NACE MR0175 / ISO 15156：《石油和天然气工业 油气生产中含硫化氢环境中使用的材料》—— 这是一个材料选择的标准，规定了在H2S环境下使用的材料必须满足的要求。SSC试验是验证材料是否符合该标准的重要手段。

NACE TM0177：《金属在H2S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》—— 这是具体试验方法的标准，详细规定了如何进行SSC测试。它包含了四种主要的试验方法：

方法A：标准拉伸试验

方法B：三点弯曲梁试验

方法C：C形环试验

方法D：双悬臂梁试验

中国国家标准：例如 GB/T 4157（等效于ISO 7539-2，金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第2部分：弯梁试样的制备和应用），其方法与NACE TM0177类似。

4. 主要试验方法简介（以NACE TM0177为例）

方法A：标准拉伸试验

试样：从产品上截取并加工成标准尺寸的圆棒拉伸试样。

过程：将试样放置在特定的腐蚀溶液（模拟H2S环境）中，并施加一个恒定的拉伸载荷（通常为材料实际屈服强度的某个百分比，如80%或90%）。持续浸泡720小时（30天）。

结果判定：如果在720小时内试样没有断裂，则认为通过测试。记录断裂时间和施加的应力水平。

方法B：三点弯曲梁试验

试样：矩形截面的长条试样。

过程：将试样放置在两个下支撑点上，用一个上压头在中间施加力，使其产生恒定的弯曲应力。然后将整个装置浸入试验溶液中。

优点：试样制备简单，可以同时测试多个试样，效率高。常用于批量材料的质量检验。

结果判定：同样观察720小时内是否开裂。

方法C：C形环试验

试样：从一个环或管上切割下来的C形环。

过程：通过拧紧一个螺栓来对C形环施加应力，然后浸入试验溶液。

应用：特别适用于测试管材、棒材和螺栓等产品的抗SSC性能。

方法D：双悬臂梁试验

目的：主要用于测定材料的门槛应力强度因子（KISSC），这是一个材料抵抗应力腐蚀裂纹扩展能力的临界参数。

试样：带有预制疲劳裂纹的紧凑试样。

过程：对试样施加一个恒定的位移，测量裂纹扩展速率或确定不发生扩展的临界应力强度因子。

应用：更侧重于科学研究和对材料性能的深入评估。

总结

SSC硫化氢应力腐蚀试验是保障酸性油气田安全生产的一道关键防线。它通过模拟严酷的服役环境，在实验室中对材料进行加速测试，以预测其在实际应用中的长期可靠性。任何计划用于含硫化氢环境的设备，其材料都必须通过相应的SSC测试认证。

容大检测成于2008年，是一家专业第三方研究机构，拥有CMA和CNAS双重资质。秉承“科学，公正、创新、高效”的质量方针，容大检测为您提专业SSC硫化氢应力腐蚀试验服务。

涉及测试：ssc硫化氢应力腐蚀试验