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評(píng)價(jià)濕硫化氫環(huán)境下的鋼板抗應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂(SOHIC)/NACE TM0103

發(fā)布日期:2023-07-14

評(píng)價(jià)濕硫化氫環(huán)境下鋼板抗應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂(SOHIC)/NACE TM0103

當(dāng)應(yīng)用于焊接壓力容器中的碳鋼板在濕硫化氫環(huán)境下工作時(shí),可能遭受一種或多種形式的環(huán)境開(kāi)裂。這些開(kāi)裂包括: ( 1 )高硬度焊縫和熱影響區(qū)的硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂( SSC) ;

(2)基體金屬的氫致開(kāi)裂(HIC) ;

(3)應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂( SOHIC) ,

例如在鄰近焊縫的區(qū)域,這些焊件具有名義上可接受的硬度。( 這些開(kāi)裂形式的定義見(jiàn)1.3節(jié))。為了解這些現(xiàn)象不同的機(jī)理以及應(yīng)用,多年來(lái)已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究工作。由于近年來(lái)煉油廠增加了濕硫化氫操作環(huán)境下取得的經(jīng)驗(yàn),需要特別關(guān)注和了解SOHIC以及不同的冶金和環(huán)境參數(shù),從而控制SOHIC的發(fā)生。

NACE標(biāo)準(zhǔn)TM0103-2003包括在硫化氫(H2S)水溶液的環(huán)境下對(duì)碳鋼進(jìn)行SOHIC開(kāi)裂敏感性評(píng)價(jià)的試驗(yàn)方法。

這些環(huán)境下的開(kāi)裂試驗(yàn)-般在室溫下操作,此時(shí)開(kāi)裂的敏感性較高。然而從腐蝕、氫滲透以及開(kāi)裂嚴(yán)重性的角度看,可 能存在比室溫試驗(yàn)更嚴(yán)重或略輕的其他情況

1.2本標(biāo)準(zhǔn)指定了評(píng)價(jià)SOHIC的NACE標(biāo)準(zhǔn)雙梁(DB )試驗(yàn)的試劑、試樣、試驗(yàn)儀器、基體材料和試樣的性質(zhì)、試驗(yàn)溶液、試驗(yàn)步驟、以及試樣的評(píng)價(jià)過(guò)程等。

從第1章到第9章介紹了DB試驗(yàn)且著重于在拉伸應(yīng)力和用于起裂的一個(gè)應(yīng)力集中存在的條件下,進(jìn)行材料抗貫穿厚度開(kāi)裂性能的評(píng)價(jià)。

第10章用現(xiàn)有的NACE TM0177方法A(拉伸試驗(yàn))給出了一個(gè)可供選擇的SOHIC試驗(yàn)步驟。當(dāng)需要失效時(shí)間數(shù)據(jù)或應(yīng)力閾值時(shí),本章對(duì)用來(lái)評(píng)價(jià)SOHIC的TM0177方法A提供了附加要求。在碳鋼和焊件進(jìn)行SOHIC試驗(yàn)中可能用到的其它推薦和可

選擇的步驟以及相關(guān)信息見(jiàn)附錄A到附錄D。

DB試驗(yàn)提供在施加可能導(dǎo)致鋼板產(chǎn)生SOHIC的拉伸應(yīng)力條件下進(jìn)行碳鋼貫穿厚度內(nèi)部開(kāi)裂的評(píng)價(jià)。試驗(yàn)利用一個(gè)四點(diǎn)彎曲的DB樣晶,當(dāng)拉伸應(yīng)力作用在試樣上時(shí),觀測(cè)到出現(xiàn)貫穿厚度的內(nèi)部裂紋(由于SOHIC的存在)數(shù)量增加。特別是當(dāng)暴露在相同的環(huán)境下,沒(méi)有加力的試樣不產(chǎn)生開(kāi)裂.加力后的試樣則出現(xiàn)裂紋。

試驗(yàn)步驟的總結(jié)如下:在常壓和室溫的條件下將加力的DB樣品浸入到飽和硫化氫的水溶液中。選擇的試驗(yàn)溶液能使鋼中充入中到大量的氫,從而使得敏感鋼中產(chǎn)生中到大量的裂紋。

本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溶液為酸性,但是也可選擇附錄A中含氰化物的堿性試驗(yàn)溶液,該溶液也能使鋼中產(chǎn)生顯著的充氫并使敏感鋼內(nèi)部開(kāi)裂。通常沒(méi)有必要模擬工作環(huán)境中的實(shí)際條件,而是最好

選擇一種試驗(yàn)溶液,該溶液能產(chǎn)生與評(píng)價(jià)情況相適應(yīng)的充氫程度。

在此給出使用在其拉伸的表面刻有狹槽的DB試樣進(jìn)行貫穿壁厚開(kāi)裂程度的測(cè)量步驟,也提供了進(jìn)-步辨別和分析與HIC和/或SOHIC相關(guān)的部位和內(nèi)部開(kāi)裂程度的可選擇試驗(yàn)方法。這些試驗(yàn)方法能夠擴(kuò)展至更高的溫度和壓力,但不在本標(biāo)準(zhǔn)的討論范圍。.

1.3如下術(shù)語(yǔ)、定義和描述幫助區(qū)別在充氫下多種鋼材內(nèi)部開(kāi)裂形式。

1.3.1硫化物應(yīng)力開(kāi)裂(SSC)-在水和硫化氫共存的條件下,拉伸應(yīng)力和腐蝕聯(lián)合作用而導(dǎo)致金屬的開(kāi)裂(是氫應(yīng)妍裂[HSC]的一種特殊形式)。

 

涉及測(cè)試:抗應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂(SOHIC)