1、什么是應(ying)力導(dao)向氫致(zhi)開裂？
氫致開裂（HIC）英(ying)文全稱是(shi)Hydrogen induced cracking。硫化氫是(shi)石油(you)和(he)天(tian)然氣中最具(ju)腐(fu)蝕作用的有害介質之一，在(zai)(zai)天(tian)然氣輸(shu)送過(guo)程中，硫化氫對輸(shu)送管線的應(ying)力腐(fu)蝕占很大比重(zhong)。在(zai)(zai)濕硫化氫環境中使用時，能導(dao)致(zhi)碳鋼內(nei)部出(chu)現氫鼓泡（HB）、氫致開裂(lie)（HIC）和應力導向氫(qing)致開裂（SOHIC）。應力導向(xiang)氫致開裂（SOHIC）試(shi)驗是在(zai)硫(liu)化氫水溶液(ye)的環境下(xia)對碳鋼進行開(kai)(kai)裂敏(min)感性評價。濕硫(liu)化氫的腐蝕(shi)主要是由于(yu)電化學腐蝕(shi)和反應(ying)產(chan)生的氫原子擴(kuo)散(san)至鋼中引起(qi)的。應(ying)力(li)導向氫致開(kai)(kai)裂（SOHIC）常(chang)發生在(zai)焊接頭的(de)熱影響區及高應(ying)力集中區，應(ying)力集中經常(chang)是由(you)裂紋缺(que)陷(xian)或應(ying)力腐蝕裂紋引起的(de)。
應力(li)導(dao)向(xiang)(xiang)氫(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂(lie)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)應用范圍有(you)石油相關設備、管(guan)道、閥門、法蘭、壓(ya)力(li)容(rong)器、鍛件(jian)、鑄件(jian)等(deng)。焊接(jie)壓(ya)力(li)容(rong)器的(de)(de)(de)(de)碳(tan)鋼(gang)板在濕(shi)硫化氫(qing)環境工作時，可(ke)能遭受一(yi)種(zhong)或多(duo)種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)環境開(kai)裂(lie)，這些(xie)開(kai)裂(lie)包(bao)括硫化物應力(li)腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)、氫(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂(lie)、應力(li)導(dao)向(xiang)(xiang)氫(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂(lie)。對(dui)于具有(you)很好的(de)(de)(de)(de)抗氫(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂(lie)性能的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)，由于它們在冶煉過程(cheng)及其形成的(de)(de)(de)(de)顯微結構仍具有(you)對(dui)應力(li)導(dao)向(xiang)(xiang)氫(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂(lie)的(de)(de)(de)(de)敏感性，可(ke)能需要進行應力(li)導(dao)向(xiang)(xiang)氫(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂(lie)試驗(yan)。
2、應力(li)導(dao)向氫致開裂(lie)的測(ce)試標準(zhun)及測(ce)試要點總(zong)結
試(shi)驗標準：NACE TM0103 評價(jia)在濕硫化氫環境下鋼(gang)板的抗應(ying)力導向氫致開裂（SOHIC）性能的實驗室試(shi)驗方法
試驗方法(fa)：雙梁(DB)試驗、NACE TM0177 A法(fa)
試(shi)驗溶(rong)液：A溶液，由(you)5.0wt%的氯化(hua)鈉（NaCl）和0.5wt%的(de)冰(bing)醋酸（CH3COOH）溶解(jie)到蒸餾水或去離子(zi)水中構(gou)成，然(ran)后在100kPa (1atm) 下充入硫化氫氣(qi)體至飽(bao)和(he)，其初始pH應在2.7士0.1，在試驗期間PH值(zhi)不應超過4.0，溶液(ye)A可提供鋼材評價需要的強充氫環境；
溶(rong)液B，由按照ASTM D 114117常備溶液No.1或No.2 (不含重(zhong)金屬離子)制(zhi)備的人造海水(shui)組成(cheng)，然后在100kPa(1atm)充入硫(liu)化氫(qing)氣體到飽和，其(qi)pH值(zhi)應在4.8~5.4之間才有效，溶(rong)液B可提供對鋼(gang)材(cai)評(ping)價需要的中等充(chong)氫環境(jing)
試樣(yang)要求：標準試樣(yang)的(de)最(zui)小長(chang)度305mm，寬38mm，厚13mm，狹(xia)槽深度(du)2mm，其(qi)曲(qu)率半徑為0.13mm±0. 01mm，粗(cu)糙(cao)度0. 91um，定距栓(shuan)直(zhi)徑13mm，定距栓距離51mm；小(xiao)尺寸試樣最小(xiao)長度146mm, 寬25mm，厚度不小(xiao)于4.6mm，狹槽深(shen)度2mm，其曲(qu)率半徑0.13±0. 01mm，粗糙度(du)0. 91um，定(ding)距(ju)栓直徑6. 4mm，定距栓(shuan)距離38mm。加載量(liang)△d
式中：
L為螺栓中(zhong)心線間的距(ju)離(mm)
a為螺(luo)栓與定(ding)距(ju)栓中(zhong)心(xin)線間的距(ju)離(mm)
t 為最小厚度(mm)
E 為彈性(xing)模量(liang)：鋼為20.4* 104MPa=彎(wan)曲量(mm)
S為期(qi)望(wang)的外側表(biao)面假(jia)定應力(MPa)，DB測試使用(yong)的假定應力(li)的值一般為材料(liao)指定的最小屈服(fu)強度(SMYS)的(de)50%到100%以(yi)上。
試驗過程：a、按硫化氫拉伸樣品要求加工試樣并(bing)檢(jian)查試樣表面情況(kuang)并(bing)記錄(lu)；b、測量(liang)試樣最小直徑(jing)尺寸，計(ji)算所(suo)需應(ying)(ying)力水(shui)平的試驗(yan)載荷，并根據試驗(yan)載荷選擇選擇相(xiang)應(ying)(ying)等(deng)級(ji)的應(ying)(ying)力環進行試驗(yan)；c、用丙酮清(qing)洗試(shi)樣，清(qing)洗后，試(shi)樣的測試(shi)部分不能用手或其它可能損壞其表面的物體碰觸；d、固定試樣到(dao)應(ying)力環上，密閉試樣與試驗容器的間隙，加載荷(he)力，注意加載時應(ying)多次少量(liang)進行(xing)，并測量(liang)加載量(liang)，避免超過要求值；e、將試驗溶液注入容器，連接試驗系統(tong)，并立(li)即(ji)通入氮氣(N2)除(chu)氧，除(chu)氧時間(jian)不少于(yu)2 小時，確(que)保(bao)通入硫化氫(H2S)前溶液中無氧，同時，檢查(cha)容器的氣密性；f、通硫化氫(qing)(H2S)氣(qi)體，初始(shi)以連續氣(qi)泡通入(ru)，使之盡快達到包和，大約1小時后(hou)，降(jiang)低通氣量(每(mei)分鐘(zhong)幾個(ge)氣(qi)泡)，使硫化氣(H2S)在容器內(nei)保(bao)持正壓，并且應在通(tong)入(ru)氣體(ti)前打開氣體(ti)超標報警(jing)器，試(shi)驗(yan)過程中，如果(guo)中和(he)裝置內(nei)的中和(he)液(ye)(ye)體(ti)回流，或(huo)試(shi)驗(yan)溶液(ye)(ye)除氧不徹底，通(tong)入(ru)硫化氫(qing)(H2S)后液(ye)體不透明，都(dou)表示試驗不合格(ge)，應取出試樣，重新清洗(xi)，并重新試驗；g、試(shi)驗過程(cheng)中應保(bao)證(zheng)試(shi)驗溫度在24土3C，試(shi)驗(yan)前溶液PH2. 6~2.8之間，結束后的PH不(bu)應大于4，持(chi)續時間為720h；h、試驗結(jie)束后(hou)關閉H2S氣閥，并通入氮氣吹掃，時間不小于(yu)6h以充(chong)分趕出容(rong)器及氣(qi)管中殘余(yu)的H2S氣體(ti)(ti)；j、取出試樣，做(zuo)好記錄，并對容器進行清洗，并在(zai)10倍下檢驗(yan)樣品表(biao)面有無(wu)電化學(xue)腐(fu)蝕裂紋(wen)
試驗結果評定：用放(fang)大鏡檢查表面開裂和(he)鼓(gu)泡(pao)情(qing)況（單個試樣表面的氫(qing)鼓(gu)泡(pao)面積(ji)不超(chao)過(guo)試樣面積(ji)得1%，且任何一個氫(qing)鼓泡的直徑不超過1mm）、CCL（連續(xu)開裂長度）、DCL（不連(lian)續開裂長度）、TCL（總開裂長度(du)）
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