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隨著經(jīng)濟發(fā)展對能源需求的不斷增加，推動了我國管線鋼的開發(fā)與應(yīng)用。由于管線鋼的使用地理環(huán)境及部分油氣田的天然氣中含有比例較高的H2S成分及水分，特別在輸送壓力較高時由于H2S的離解形成氫原子向鋼中滲透，氫原子在鋼中的雜質(zhì)物或組織不均勻處聚集，當(dāng)氫原子轉(zhuǎn)變?yōu)闅浞肿訒r因體積增大而產(chǎn)生氫致裂紋，即HIC。因而開展管線鋼的抗腐蝕性能研究具有重大意義。

1、試驗原理

無應(yīng)力試樣暴露在含有硫化物水溶液的腐蝕環(huán)境中，由于腐蝕吸氫導(dǎo)致開裂。暴露規(guī)定的時間后，取出試樣并進行評定。圖1是H2S腐蝕試驗示意圖。

2、主要設(shè)備

由于國標(biāo)試驗方法僅給出該試驗的示意圖和試驗要求，試驗設(shè)備和試驗部件間的連接都沒有給出詳細規(guī)定，所以，目前尚沒有統(tǒng)一的定型成套設(shè)備，經(jīng)研究決定采用以下設(shè)備裝置：

腐蝕反應(yīng)裝置：采用有機玻璃材質(zhì)制成反應(yīng)器，用于盛放試樣及反應(yīng)溶液，以防止被H2S腐蝕；并利用磁力攪拌器攪拌反應(yīng)溶液，使其均勻；安裝防倒流閥(316不銹鋼材質(zhì))，防止吸收液在硫化氫中斷時倒流回試驗容器內(nèi)。

氣源及控制部分：氣源包括硫化氫氣體和氮氣，采用數(shù)顯式氣體流量控制柜、防腐自動流量計、兩級減壓器對氣體流量精確控制;更換氣瓶時，用不銹鋼旁路進行吹掃純氮氣，杜絕空氣進人管路；集氣瓶（防止反應(yīng)液流入氣體管路）等。

廢氣回收處理部分：用氫氧化納溶液吸收反應(yīng)液飽和后溢出的硫化氫氣體；使用大尺寸抽風(fēng)柜、軸流風(fēng)機抽出反應(yīng)間的有毒、有味氣體。

其它輔助裝置：酸度計、超聲波(洗滌,去油)；H2S探頭(距地表30 cm處，全天監(jiān)控反應(yīng)間中硫化氫濃度，控制器在室外)、便攜式硫化氫報警器、防毒面具等。

金相顯微鏡：要求圖像尺寸可調(diào)范圍：6.3:1~2000: 1；放大倍率：20 X ~2000 X。

3、試驗方法

具體實驗步驟如下：

（1）試樣除油。用洗潔精水溶液在超聲波中除油。

（2）試樣除銹。1 +1的鹽酸500mL中加入3 g~5g六次甲基四胺，水洗，冷風(fēng)機吹干；少量銹用320*砂紙除銹，水洗，冷風(fēng)機吹干。

（3）放置試樣。試樣應(yīng)以寬面垂直并用直徑為6mm的玻璃棒或其它非金屬棒材與容器分離開置于反應(yīng)器內(nèi)(試驗試樣的縱向軸可以垂直或平行放置)，試樣之間不能有任何接觸。

（4）加入試驗溶液。加入試驗溶液時要緩慢，防止試樣被沖擊而發(fā)生接觸；試驗溶液的體積與試驗試樣的表面積的比率應(yīng)最小為3mL/cm2；試樣必須浸沒于溶液中,本實驗采用B溶液。

（5）密封反應(yīng)器。通過檢查氣密性，確定不漏氣后，通入N2氣體除氧，以1200 mL/min ~ 1600 mL/min通氣2h，后通人H2S氣體，以100 mL/min通氣4h，采用碘量法測定硫化氫濃度，保證其最小濃度為2300 x 10-6(體積分數(shù))，然后以20 mL/min 流量通氣96h。

（6）腐蝕反應(yīng)完成后測定溶液的PH值，在4.8~5.4范圍內(nèi)有效。通人N2氣體，以1200 ~ 1600 mL/min通氣2h，將飽和Cu2SO，溶液倒人反應(yīng)器內(nèi)，中和剩余的H2S，反應(yīng)完畢，取出試樣，去除表面附著的CuS，吹干試樣。

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試樣評定結(jié)果

按標(biāo)準(zhǔn)要求對試樣進行分段和觀察，每一部分進行金相拋光和浸蝕后在金相顯微鏡下觀察，按圖2所示進行檢測裂紋。在測定裂紋長度和深度時，裂紋間距<0.5 mm可認為是-條單獨裂紋。除在試樣內(nèi)表面或外表面1. 0 mm以內(nèi)的裂紋外，所有放大100倍能識別的裂紋均應(yīng)計算在內(nèi)[2]。

用裂紋敏感率(CSR)、裂紋長度率(CLR)裂紋、厚度率(CTR)三個參數(shù)作為評價材料抗氫致開裂(HIC)性能優(yōu)劣的指標(biāo)。計算公式如下：

以上就是無錫力博為大家總結(jié)的關(guān)于管線鋼抗氫致開裂(HIC)性能試驗方法，如果您也有相關(guān)的檢測需求，歡迎前來咨詢，我們會有專業(yè)的項目工程師為您答疑解惑，期待您的來電！