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硫化氢腐蚀试验——容大检测

发布时间:2024-04-28   来源:容大检测   浏览量:80次
导读:硫化氢腐蚀试验|硫化氢腐蚀测试|硫化氢腐蚀检测

H 2 S具有很强的腐蚀性,同时H 2 S本身也是一种很强的渗氢介质,H 2 S腐蚀破裂是由氢引起的。干燥的H 2 S对金属材料五无腐蚀破坏作用,H 2 S只有溶解在水中才具有腐蚀性。H 2 S一旦溶于水,便立即电离,使水具有酸性。在硫化氢腐蚀介质环境中,反应产生的氢,一部分通过相互结合形成氢分子排出;另一部分渗入钢的内部并溶入晶格中,溶于晶格中的氢有很强的游离性,在一定条件下降导致材料的氢脆和氢损伤。

应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking—SCC)是指受拉伸应力作用的金属材料在某些特定的介质中,由于腐蚀介质和应力的协同作用而产生滞后开裂,或滞后断裂的现象。通常,在某种特定的腐蚀介质中,材料在不受应力时腐蚀速度很小,而受到一定的拉伸应力(可远低于材料的屈服强度)下,经过一段时间后,即使是延展性很好的金属也会发生低应力脆性断裂。一般这种SCC断裂事先没有明显的征兆,往往造成灾难性的后果。常见的SCC有:锅炉钢在热碱溶液中的“碱脆”、低碳钢在硝酸盐中的“硝脆”、奥氏体不锈钢在氯化物溶液中的“氯脆”和铜合金在氨水溶液中的“氨脆”等。一般发生SCC需要同时具备三个条件,即:敏感材料、特定介质和拉伸应力。具体包括:(1)材料本身对SCC具有敏感性;(2)存在能引起该金属发生SCC的介质;(3)发生SCC必须有一定拉伸应力的作用;(4)应力腐蚀是一种与时间有关的典型的滞后破坏,即材料在应力和腐蚀介质共同作用下,需要经过一定时间使裂纹形核、扩展,并最终达到临界尺寸,发生失稳断裂;(5)应力腐蚀是一种低应力脆性断裂;(6)应力腐蚀裂纹的扩展速率比均匀腐蚀要快106倍,而且和裂纹前端KI有关。

湿H2S能够引起金属材料发生强烈的氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC),因此,所有临湿H2S环境设备(特别是受压设备)材料必须经过耐HIC或SCC标准试验测试或腐蚀试验研究。将H2S气体通入主反应器,在主反应器中形成H2S腐蚀介质,对金属材料特别是压力容器用材的抗HIC和SCC性能进行检验,然后废气通过尾气回收系统进行净化。装置中增加了N2气路,用来排除氧气、检查气密性和排空残余H2S。

容大检测拥有硫化氢腐蚀评价系统多套,该系统可适用于有关耐蚀钢、管线钢和压力容器钢在湿H2S环境中测试氢致开裂(HIC)或应力腐蚀(SCC)的标准或非标准方法,适用于钢铁企业、石化行业、科研院所、大专院校等部门的相关研究和测试。

硫化氢腐蚀试验——容大检测

湿H2S环境中的开裂类型有氢鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢致开裂。

氢鼓泡

腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散,在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处易聚集形成分子氢,由于氢分子较大难以从钢的组织内部逸出,从而形成巨大内压导致其周围组织屈服,形成表面层下的平面孔穴结构称为氢鼓泡,其分布平行于钢板表面。它的发生无需外加应力,与材料中的夹杂物等缺陷密切相关。

氢致开裂

在氢气压力的作用下,不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接,形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂,裂纹有时也可扩展到金属表面。HIC的发生也无需外加应力,一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织有关。

硫化物应力腐蚀开裂

在氢气压力的作用下,不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接,形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂,裂纹有时也可扩展到金属表面。HIC的发生也无需外加应力,一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织有关。SSCC是由H2S腐蚀阴极反应所析出的氢原子,在H2S的催化下进入钢中后,在拉伸应力作用下,通过扩散,在冶金缺陷提供的三向拉伸应力区富集,而导致的开裂,开裂垂直于拉伸应力方向。

应力导向氢致开裂

在应力引导下,夹杂物或缺陷处因氢聚集而形成的小裂纹叠加,沿着垂直于应力的方向(即钢板的壁厚方向)发展导致的开裂称为应力导向氢致开裂。其典型特征是裂纹沿“之”字形扩展。

硫化氢腐蚀试验相关技术标准

标准名称: 金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法

标准编号: GB T 4157-2017

标准概述:本标准规定了在含H2S的低pH值水溶液环境中,金属材料在受拉伸应力作用下的抗硫化物应力开裂(SSC)和应力腐蚀开裂(SCC)的实验室试验方法。本标准规定了试验用的试剂、试验装置.试样制备方法和试验程序等要求。本标准包括五种试验

标准名称:管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

标准编号:GB/T 8650-2015

标准概述:本标准规定了管线钢和压力容器钢板以及法兰和管件在含有硫化物水溶液的腐蚀环境中,由于腐蚀吸氢引起的氢致开裂(HIC)的评定方法。

涉及测试:硫化物应力腐蚀开裂ssc测试     氢致开裂HIC测试

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