本標準規(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力作用下的抗硫化物應力開裂(SSC)和應力腐蝕開裂(SCC)的實驗室試驗方法。本標準規(guī)定了試驗用的試劑、試驗裝置、試樣制備方法和試驗程序等要求。本標準包括五種試驗方法:
——方法A:拉伸試驗;
——方法B:三點夸曲試驗;
——方法C:C形環(huán)試驗;
——方法D:雙懸臂梁(DCB)試驗;
——方法E:四點彎曲試驗。
本標準規(guī)定的試驗方法包含金屬在常溫常壓和高溫高壓條件下進行的抗SSC和SCC試驗。
本標準適用于:
(a)滿足標準要求的產品驗收評定試驗,或產品滿足規(guī)定的最低抗環(huán)境開裂(EC)性能的產品驗收評定試驗。
(b)提供產品抗EC性能的研究或資料的量化試驗,不同試驗方法提供的信息如下:
——方法A:720h內不失效的最高單軸拉伸應力;
——方法B:720h內基于統(tǒng)計50%失效可能性的臨界應力(S)值;
——方法C:720h內不失效的最高環(huán)向應力;
——方法D:重復試驗試樣中有效試樣的平均Ksc(SSC的應力場強度因子臨界值) ;
——方法E:720h內不失效的最高拉應力。
GB/T4157-2017總則
1、試驗過程中應按附錄A的要求,小心使用和處理有毒的H2S氣體。
2、在常溫常壓和高溫高壓條件下,均可采用所有方法(A、B、C、D和E)對金屬進行抗EC試驗。應根據試樣材料以及其在使用環(huán)境中的開裂機理確定試驗的溫度,如碳鋼和低合金鋼通常進行(24士3)C下的抗SSC性能試驗。應根據試樣材料在現(xiàn)場使用時的形狀和特點,選擇適當的試驗方法,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。
3、常溫常壓下試驗程序包括:試樣加載應力,然后浸泡在含H2S的酸性水溶液中,并保持到規(guī)定時間,得到試驗材料的抗EC結果??赏ㄟ^一系列具有適當加載應力增量的EC試驗結果,獲得試驗材料的抗EC性能。
4、試驗溫度大于 27 C的常壓或高壓試驗程序,見第9章。
5、本標準規(guī)定的試驗方法屬于較為苛刻的加速試驗方法,應注意排除在加速試驗中常出現(xiàn)的以下干擾因素:
(a)試驗環(huán)境引起氫致開裂(HIC)和氫鼓泡可 導致試驗失敗,特別對于通常不會發(fā)生SSC的低強度鋼,存在該可能性。HIC可通過目測和金相觀察發(fā)現(xiàn),氫鼓泡通??稍谠嚇颖砻姘l(fā)現(xiàn)。
(b)一些合金在本標準規(guī)定的試驗(加速試驗)環(huán)境中的耐蝕性與在實際使用環(huán)境中的耐蝕性存在差異,一旦在試驗環(huán)境中遭受腐蝕,則可能引起通常不發(fā)生EC失效的合金產生EC破壞,如馬氏體和沉淀硬化不銹鋼。
6、化學成分相同,但熱處理和顯微組織不同的材料,應視為不同材料進行試驗。
7、試樣的安裝、加載和試驗過程中應避免不同金屬間的接觸,包括平行試樣中不同試件的接觸。
8、試驗開始時間從H2S在試驗溶液中達到飽和時(對于高溫高壓試驗,H2S達到目標分壓值時)進行計算。
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