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抗氢致开裂性能评价

氢致开裂(HIC
英文全【quán】称是:Hydrogen induced cracking。
硫化氢是【shì】石【shí】油和天【tiān】然【rán】气中最具腐蚀【shí】作用的有害介质之一,在天然气【qì】输送过程中,硫化氢对输【shū】送【sòng】管线的应力腐蚀占很【hěn】大比重。在湿【shī】硫化氢【qīng】环境中使【shǐ】用时,硫【liú】化氢能导致碳钢内部出现氢鼓泡(HB)、氢致开裂【liè】(HIC)和应力导向【xiàng】的氢致【zhì】开裂(SOHIC) 。
管材在含【hán】硫【liú】化氢等酸性环境中,因腐蚀产【chǎn】生的【de】氢侵入钢内而产生【shēng】的裂纹【wén】成为氢【qīng】致开裂(HIC)。
国标GB/T8650-2006《管线钢【gāng】和压力【lì】容器钢抗氢致开裂评【píng】定方【fāng】法》,规定了管线钢和压力容器钢板在含【hán】有【yǒu】硫【liú】化物水溶液的腐蚀环境中,由于腐【fǔ】蚀吸氢引起的【de】HIC的评【píng】定方法。
氢致开裂分类:
1)氢脆:各种情况下产生的氢【qīng】原子【zǐ】直接【jiē】渗透到钢【gāng】内部后,使钢晶粒间【jiān】原子结合【hé】力降【jiàng】低,造【zào】成钢材【cái】的延伸【shēn】性、端面收缩率降低,强度也发生变化。
氢致开裂 - 氢脆理论
在裂【liè】纹尖【jiān】端有与阳极反应相应【yīng】的阴极反应【yīng】发生【shēng】。所生成【chéng】的氢或加工氢进入钢中引起氢【qīng】致开裂。
2)氢【qīng】腐蚀:氢与钢中的碳化物【wù】发【fā】生反【fǎn】应产生甲烷【wán】,甲烷气体不能从钢中扩【kuò】散出去,聚集在晶粒【lì】间形成局部高压,造【zào】成【chéng】应力【lì】集中,进而使钢【gāng】材产生微裂【liè】纹或【huò】鼓泡。
氢致开裂类型:
在石油天然气行业【yè】和石化行业【yè】中,如果在湿H2S环境下选用碳钢或低合【hé】金钢【gāng】,那么钢板【bǎn】会【huì】发生很严【yán】重【chóng】的脆化。
这种脆【cuì】化的机理是:H2S与钢材表面【miàn】发生腐【fǔ】蚀反应【yīng】产【chǎn】生氢,而【ér】后【hòu】氢又被钢材吸收导致氢脆。对于低合金【jīn】钢来说,这种破坏可分为以下几种【zhǒng】类型:
1)氢诱导开裂【liè】(HIC)。HIC不需要应力就可以在【zài】钢材【cái】内部产生并传播。
2)硫化物应力开裂(SSC)。SSC主要出现【xiàn】在硬度高的区【qū】域,如【rú】焊【hàn】缝【féng】区。
3)应力方向氢诱导开裂(SOHIC)。事【shì】实上,SOHIC可【kě】被看作是HIC和SSC共【gòng】同作【zuò】用【yòng】的结果。
4)氢致延迟裂【liè】纹【wén】:容器在焊接【jiē】过程中,焊接材料中水【shuǐ】分或【huò】油污【wū】在电弧高【gāo】温【wēn】作用【yòng】下分解【jiě】产生氢,这些氢一部分进入熔融的焊缝金属中,当焊缝【féng】冷却时来【lái】不急扩【kuò】散出去【qù】形成局部【bù】高压而导致【zhì】焊缝出现微裂纹的现象。

实验室已认可标准方法:
管道、压力【lì】容器抗氢致开裂钢性能【néng】的试验方【fāng】法 NACE TM 0284-2003
管【guǎn】线钢和压【yā】力容器钢抗氢致开裂评【píng】定方法  GB/T 8650-2006

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