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

金屬在硫化氫環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開裂和應(yīng)力腐蝕開裂的實驗室試驗方法

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)力開裂（SSC）和應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）的實驗室試驗方法。
本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)包括五種試驗方法：

方法A：拉伸試驗；
方法B ：三點彎曲試驗；
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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗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。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于：

a)    滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品驗收評定試驗，或產(chǎn)品滿足規(guī)定的最低抗環(huán)境開裂（EC）性能的產(chǎn)品驗收評定出驗。
b)    提供產(chǎn)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: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)試驗試樣中有效試樣的平均 K 1sscc    SSC 的應(yīng)力場強(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)語和定義適用于本文件。

環(huán)境開裂 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)力開裂、應(yīng)力腐蝕開裂及硫化物應(yīng)力開裂等現(xiàn)象。

應(yīng)力腐蝕開裂 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極過程和拉應(yīng)力［殘留的和（或）施加的］相關(guān)的開裂形式。

硫化物應(yīng)力開裂 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)的一種金屬開裂形式，屬于氫引起的應(yīng)力開裂，硫化物存在時，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）時所引起的在碳鋼和低合金鋼中的平面 裂紋。

總則
4.1 試驗過程中應(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）對金屬進(jìn)行抗 EC試驗。 應(yīng)根據(jù)試樣材料以及其在使用環(huán)境中的開裂機(jī)理確定試驗的溫度，如碳鋼和低合金鋼通常進(jìn)行（24土3）℃下 的抗 SSC性能試驗。 應(yīng)根據(jù)試樣材料在現(xiàn)場使用時的形狀和特點，選擇適當(dāng)?shù)脑囼灧椒?，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 間，得到試驗材料的抗 EC 結(jié)果。 可通過一系列具有適當(dāng)加載應(yīng)力增量的 EC試驗結(jié)果，獲得試驗材料

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

相關(guān)測試：

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