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1、什么是應力導向氫致開裂？

氫致開裂（HIC）英文全稱是Hydrogen induced cracking。硫化氫是石油和天然氣中最具腐蝕作用的有害介質之一，在天然氣輸送過程中，硫化氫對輸送管線的應力腐蝕占很大比重。在濕硫化氫環境中使用時，能導致碳鋼內部出現氫鼓泡（HB）、氫致開裂（HIC）和應力導向氫致開裂（SOHIC）。應力導向氫致開裂（SOHIC）試驗是在硫化氫水溶液的環境下對碳鋼進行開裂敏感性評價。濕硫化氫的腐蝕主要是由于電化學腐蝕和反應產生的氫原子擴散至鋼中引起的。應力導向氫致開裂（SOHIC）常發生在焊接頭的熱影響區及高應力集中區，應力集中經常是由裂紋缺陷或應力腐蝕裂紋引起的。

應力導向氫致開裂試驗的應用范圍有石油相關設備、管道、閥門、法蘭、壓力容器、鍛件、鑄件等。焊接壓力容器的碳鋼板在濕硫化氫環境工作時，可能遭受一種或多種形式的環境開裂，這些開裂包括硫化物應力腐蝕開裂、氫致開裂、應力導向氫致開裂。對于具有很好的抗氫致開裂性能的鋼，由于它們在冶煉過程及其形成的顯微結構仍具有對應力導向氫致開裂的敏感性，可能需要進行應力導向氫致開裂試驗。

2、應力導向氫致開裂的測試標準及測試要點總結

試驗標準：NACE TM0103 評價在濕硫化氫環境下鋼板的抗應力導向氫致開裂（SOHIC）性能的實驗室試驗方法

試驗方法：雙梁(DB)試驗、NACE TM0177 A法

試驗溶液：A溶液，由5.0wt%的氯化鈉（NaCl）和0.5wt%的冰醋酸（CH₃COOH）溶解到蒸餾水或去離子水中構成，然后在100kPa (1atm) 下充入硫化氫氣體至飽和，其初始pH應在2.7士0.1，在試驗期間PH值不應超過4.0，溶液A可提供鋼材評價需要的強充氫環境；

溶液B，由按照ASTM D 114117常備溶液No.1或No.2 (不含重金屬離子)制備的人造海水組成，然后在100kPa(1atm)充入硫化氫氣體到飽和，其pH值應在4.8~5.4之間才有效，溶液B可提供對鋼材評價需要的中等充氫環境

試樣要求：標準試樣的最小長度305mm，寬38mm，厚13mm，狹槽深度2mm，其曲率半徑為0.13mm±0. 01mm，粗糙度0. 91um，定距栓直徑13mm，定距栓距離51mm；小尺寸試樣最小長度146mm, 寬25mm，厚度不小于4.6mm，狹槽深度2mm，其曲率半徑0.13±0. 01mm，粗糙度0. 91um，定距栓直徑6. 4mm，定距栓距離38mm。加載量△d

式中：

L為螺栓中心線間的距離(mm)

  a為螺栓與定距栓中心線間的距離(mm)

  t 為最小厚度(mm)

  E 為彈性模量：鋼為20.4* 104MPa=彎曲量(mm)

  S為期望的外側表面假定應力(MPa)，DB測試使用的假定應力的值一般為材料指定的最小屈服強度(SMYS)的50%到100%以上。

試驗過程：a、按硫化氫拉伸樣品要求加工試樣并檢查試樣表面情況并記錄；b、測量試樣最小直徑尺寸，計算所需應力水平的試驗載荷，并根據試驗載荷選擇選擇相應等級的應力環進行試驗；c、用丙酮清洗試樣，清洗后，試樣的測試部分不能用手或其它可能損壞其表面的物體碰觸；d、固定試樣到應力環上，密閉試樣與試驗容器的間隙，加載荷力，注意加載時應多次少量進行，并測量加載量，避免超過要求值；e、將試驗溶液注入容器，連接試驗系統，并立即通入氮氣(N₂)除氧，除氧時間不少于2 小時，確保通入硫化氫(H₂S)前溶液中無氧，同時，檢查容器的氣密性；f、通硫化氫(H₂S)氣體，初始以連續氣泡通入，使之盡快達到包和，大約1小時后，降低通氣量(每分鐘幾個氣泡)，使硫化氣(H₂S)在容器內保持正壓，并且應在通入氣體前打開氣體超標報警器，試驗過程中，如果中和裝置內的中和液體回流，或試驗溶液除氧不徹底，通入硫化氫(H₂S)后液體不透明，都表示試驗不合格，應取出試樣，重新清洗，并重新試驗；g、試驗過程中應保證試驗溫度在24土3C，試驗前溶液PH2. 6~2.8之間，結束后的PH不應大于4，持續時間為720h；h、試驗結束后關閉H₂S氣閥，并通入氮氣吹掃，時間不小于6h以充分趕出容器及氣管中殘余的H₂S氣體；j、取出試樣，做好記錄，并對容器進行清洗，并在10倍下檢驗樣品表面有無電化學腐蝕裂紋

試驗結果評定：用放大鏡檢查表面開裂和鼓泡情況（單個試樣表面的氫鼓泡面積不超過試樣面積得1%，且任何一個氫鼓泡的直徑不超過1mm）、CCL（連續開裂長度）、DCL（不連續開裂長度）、TCL（總開裂長度）