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评价湿硫化氢环境下的钢板抗应力导向氢致开裂(SOHIC)/NACE TM0103

发布日期:2023-07-14

评价湿硫化氢环境下钢板抗应力导向氢致开裂(SOHIC)/NACE TM0103

当应用于焊接压力容器中的碳钢板在湿硫化氢环境下工作时,可能遭受一种或多种形式的环境开裂。这些开裂包括: ( 1 )高硬度焊縫和热影响区的硫化物应力腐蚀开裂( SSC) ;

(2)基体金属的氢致开裂(HIC) ;

(3)应力导向氢致开裂( SOHIC) ,

例如在邻近焊缝的区域,这些焊件具有名义上可接受的硬度。( 这些开裂形式的定义见1.3节)。为了解这些现象不同的机理以及应用,多年来已经进行了广泛的研究工作。由于近年来炼油厂增加了湿硫化氢操作环境下取得的经验,需要特别关注和了解SOHIC以及不同的冶金和环境参数,从而控制SOHIC的发生。

NACE标准TM0103-2003包括在硫化氢(H2S)水溶液的环境下对碳钢进行SOHIC开裂敏感性评价的试验方法。

这些环境下的开裂试验-般在室温下操作,此时开裂的敏感性较高。然而从腐蚀、氢渗透以及开裂严重性的角度看,可 能存在比室温试验更严重或略轻的其他情况

1.2本标准指定了评价SOHIC的NACE标准双梁(DB )试验的试剂、试样、试验仪器、基体材料和试样的性质、试验溶液、试验步骤、以及试样的评价过程等。

从第1章到第9章介绍了DB试验且着重于在拉伸应力和用于起裂的一个应力集中存在的条件下,进行材料抗贯穿厚度开裂性能的评价。

第10章用现有的NACE TM0177方法A(拉伸试验)给出了一个可供选择的SOHIC试验步骤。当需要失效时间数据或应力阈值时,本章对用来评价SOHIC的TM0177方法A提供了附加要求。在碳钢和焊件进行SOHIC试验中可能用到的其它推荐和可

选择的步骤以及相关信息见附录A到附录D。

DB试验提供在施加可能导致钢板产生SOHIC的拉伸应力条件下进行碳钢贯穿厚度内部开裂的评价。试验利用一个四点弯曲的DB样晶,当拉伸应力作用在试样上时,观测到出现贯穿厚度的内部裂纹(由于SOHIC的存在)数量增加。特别是当暴露在相同的环境下,没有加力的试样不产生开裂.加力后的试样则出现裂纹。

试验步骤的总结如下:在常压和室温的条件下将加力的DB样品浸入到饱和硫化氢的水溶液中。选择的试验溶液能使钢中充入中到大量的氢,从而使得敏感钢中产生中到大量的裂纹。

本标准测试溶液为酸性,但是也可选择附录A中含氰化物的碱性试验溶液,该溶液也能使钢中产生显著的充氢并使敏感钢内部开裂。通常没有必要模拟工作环境中的实际条件,而是最好

选择一种试验溶液,该溶液能产生与评价情况相适应的充氢程度。

在此给出使用在其拉伸的表面刻有狭槽的DB试样进行贯穿壁厚开裂程度的测量步骤,也提供了进-步辨别和分析与HIC和/或SOHIC相关的部位和内部开裂程度的可选择试验方法。这些试验方法能够扩展至更高的温度和压力,但不在本标准的讨论范围。.

1.3如下术语、定义和描述帮助区别在充氢下多种钢材内部开裂形式。

1.3.1硫化物应力开裂(SSC)-在水和硫化氢共存的条件下,拉伸应力和腐蚀联合作用而导致金属的开裂(是氢应妍裂[HSC]的一种特殊形式)。

 

涉及测试:抗应力导向氢致开裂(SOHIC)