GB/T 4157-2017 金屬在硫化氫環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法

金屬在硫化氫環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法

Laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking
and stress corrosion cracking in H2S environmen

1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在含 H2S 的低 pH 值水溶液環(huán)境中，金屬材料在受拉伸應(yīng)力作用下的抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂（SSC）和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試驗(yàn)用的試劑、試驗(yàn)裝置、試樣制備方法和試驗(yàn)程序等要求。 本標(biāo)準(zhǔn)包括五種試驗(yàn)方法：

方法A：拉伸試驗(yàn)；
方法B ：三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)；
方法C   :C形環(huán)試驗(yàn)；
方法D ：雙懸臂梁（DCB）試驗(yàn)；
方法E：四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法包含金屬在常溫常壓和高謐高壓條件下進(jìn)行的抗 SSC和 sec 試驗(yàn)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于：

a)    滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品驗(yàn)收評(píng)定試驗(yàn)，或產(chǎn)品滿(mǎn)足規(guī)定的最低抗環(huán)境開(kāi)裂（EC）性能的產(chǎn)品驗(yàn)收評(píng)定出驗(yàn)。
b)    提供產(chǎn)品抗 EC 性能的研究或資料的量化試驗(yàn)，不同試驗(yàn)方法提供的信息如下：
方法A:720 h內(nèi)不失效的最高單軸拉伸應(yīng)力；
方法B:720 h內(nèi)基于統(tǒng)計(jì)50%失效司能性的臨界應(yīng)力（Scc ）值；
方法C:720 h內(nèi)不失效的最高環(huán)向應(yīng)力；
方法D：重復(fù)試驗(yàn)試樣中有效試樣的平均 K 1sscc    SSC 的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子臨界值）；
方法E:720 h內(nèi)不失效的最高拉應(yīng)力。

GB/T 10123 界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

環(huán)境開(kāi)裂 environmental cracking; EC
正常狀態(tài)下具有韌性的材料在環(huán)境中由于腐蝕效應(yīng)引起的脆性斷裂，包括氫脆、氫應(yīng)力開(kāi)裂、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂及硫化物應(yīng)力開(kāi)裂等現(xiàn)象。

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂 stress corrosion cracking; sec

受到一定的拉伸應(yīng)力作用的金屬材料在某些特定的介質(zhì)中，由于腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的協(xié)同作用而發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。 在有水和硫化氫存在的情況下，一般指與局部腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程和拉應(yīng)力［殘留的和（或）施加的］相關(guān)的開(kāi)裂形式。

硫化物應(yīng)力開(kāi)裂 sulfide stress cracking; SSC
在有水和硫化氫存在的情況下，與腐蝕和拉應(yīng)力［殘留的和（或）施加的］有關(guān)的一種金屬開(kāi)裂形式，屬于氫引起的應(yīng)力開(kāi)裂，硫化物存在時(shí)，促進(jìn)金屬表面腐蝕所產(chǎn)生的原子氫進(jìn)入金屬，并使金屬韌性下 降、產(chǎn)生脆性斷裂。

氫致開(kāi)裂 hydrogen-induced cracking; hic

為氫原子擴(kuò)散進(jìn)鋼鐵中并在陷阱處結(jié)合成氫分子（氫氣）時(shí)所引起的在碳鋼和低合金鋼中的平面 裂紋。

總則
4.1 試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)按附錄A的要求，小心使用和處理有毒的H2S氣體。
4.2 在常漏常壓和高溫高壓條件下，均可采用所有方法CA.、 B、C,D 和 E）對(duì)金屬進(jìn)行抗 EC試驗(yàn)。 應(yīng)根據(jù)試樣材料以及其在使用環(huán)境中的開(kāi)裂機(jī)理確定試驗(yàn)的溫度，如碳鋼和低合金鋼通常進(jìn)行（24土3）℃下 的抗 SSC性能試驗(yàn)。 應(yīng)根據(jù)試樣材料在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的形狀和特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法，如局部區(qū)域（如近表面，焊縫區(qū)，或其他特征區(qū)域）的抗 EC性能宜采用方法 E。
4.3 常溫常壓下試驗(yàn)程序包括：試樣加載應(yīng)力，然后浸泡在含HzS的酸性水溶液中，并保持到規(guī)定時(shí) 間，得到試驗(yàn)材料的抗 EC 結(jié)果。 可通過(guò)一系列具有適當(dāng)加載應(yīng)力增量的 EC試驗(yàn)結(jié)果，獲得試驗(yàn)材料

的抗EC性能。
4.4 試驗(yàn)溫度大于 27℃的常壓或高壓試驗(yàn)程序，見(jiàn)第 9 章。
4.5 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法屬于較為苛刻的加速試驗(yàn)方法。

相關(guān)測(cè)試：

SSC硫化氫應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，HIC氫致開(kāi)裂試驗(yàn)，SOHIC應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂試驗(yàn) SSC/SSCC檢測(cè)