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抗氢致开裂性能评价

氢致开裂(HIC
英文全称【chēng】是:Hydrogen induced cracking。
硫化氢是石油和天【tiān】然气中最具腐【fǔ】蚀【shí】作用的有害介质之一,在天然气输【shū】送过程中,硫化氢对【duì】输送管线的应【yīng】力腐蚀占很大比重。在湿硫化【huà】氢环【huán】境中使用时,硫化氢能导【dǎo】致碳钢内部出现氢【qīng】鼓泡(HB)、氢【qīng】致开裂【liè】(HIC)和应【yīng】力导向【xiàng】的【de】氢【qīng】致【zhì】开裂(SOHIC) 。
管材在含硫化氢等酸性【xìng】环【huán】境中,因腐蚀产【chǎn】生的氢侵入钢内而产生的裂纹【wén】成为氢致开裂(HIC)。
国标GB/T8650-2006《管线钢和压【yā】力容器钢抗氢【qīng】致【zhì】开裂评定方法》,规定了管线钢和压力容【róng】器钢板【bǎn】在含【hán】有【yǒu】硫【liú】化【huà】物水溶液【yè】的腐蚀环境中,由于腐蚀【shí】吸氢引起【qǐ】的HIC的【de】评定方法。
氢致开裂分类:
1)氢脆【cuì】:各种情况下产生的氢原【yuán】子直接渗透到钢内【nèi】部后,使【shǐ】钢晶【jīng】粒间原子结合力降低,造成钢材【cái】的延伸性、端面收【shōu】缩率【lǜ】降低,强度也发【fā】生【shēng】变【biàn】化。
氢致开裂 - 氢脆理论
在裂【liè】纹尖端有与阳极反【fǎn】应【yīng】相应的阴极反应发生。所【suǒ】生【shēng】成的氢或加工氢【qīng】进入【rù】钢中引起氢致开裂【liè】。
2)氢腐蚀【shí】:氢与钢【gāng】中【zhōng】的碳化物发生反应产生甲烷,甲烷气体不能从钢中【zhōng】扩散【sàn】出去,聚【jù】集在晶粒间形【xíng】成局部高压,造成应力集中,进而使钢【gāng】材产生微裂【liè】纹或【huò】鼓【gǔ】泡。
氢致开裂类型:
在【zài】石油天然气行业【yè】和【hé】石化行【háng】业中,如果在湿H2S环【huán】境下选用碳钢或低合【hé】金钢,那么钢板【bǎn】会发【fā】生很严重的脆【cuì】化。
这【zhè】种【zhǒng】脆化【huà】的机理是:H2S与钢材表面发生【shēng】腐蚀反应【yīng】产生【shēng】氢,而后【hòu】氢又被钢材吸收导【dǎo】致氢脆。对于低合金【jīn】钢【gāng】来说,这种破坏可分为以下几【jǐ】种类型:
1)氢诱导【dǎo】开裂【liè】(HIC)。HIC不需【xū】要【yào】应力就可以在钢材【cái】内部产生并传播【bō】。
2)硫化物应力开裂(SSC)。SSC主【zhǔ】要出现在硬【yìng】度高的区域,如【rú】焊缝区【qū】。
3)应力方向氢诱【yòu】导开裂【liè】(SOHIC)。事实【shí】上,SOHIC可【kě】被看作是HIC和SSC共同作【zuò】用的结果。
4)氢致延【yán】迟裂纹:容器【qì】在【zài】焊接过程中,焊接材料中水分或油污在电弧【hú】高温作【zuò】用下分解产生【shēng】氢,这些氢一部【bù】分进入熔融的焊【hàn】缝金属【shǔ】中,当焊缝冷却时来【lái】不【bú】急扩散出去形成局部高【gāo】压【yā】而导致焊缝出现【xiàn】微裂纹的现象。

实验室已认可标准方法:
管道、压力容器抗氢致开裂钢性能【néng】的【de】试验【yàn】方法【fǎ】 NACE TM 0284-2003
管线钢和压力【lì】容器【qì】钢抗氢致开裂评定【dìng】方法【fǎ】  GB/T 8650-2006

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