分析氢致开裂试样要求以及试验影响因素

氢致开裂试样要求

管材取样

长度100mm±1mm，宽度应为20mm±1mm;试样厚度不超过30mm，若整个厚度超过30mm。

a、无缝钢管按圆周等距120°取样。无缝管的取样方向，应平行于管的轧制方向。取样数量为3件。

b、纵向焊缝及小直径电阻焊的取样要求：每根试验管取三个试样。试样应从焊缝、焊缝90°以及180°位置各取一个试样。

c、螺旋焊管试样应从焊缝、焊缝90°以及180°位置各取一个试样。焊缝的取样垂直于焊缝，焊管的母材金属，应平行于管的纵轴，焊缝90°180°位置均为在焊管母材上。

试验结果影响因素

材料纯洁度越高，应力腐蚀开裂的几率越低。

在抗硫的碳钢及低合金钢中Cr、Mo对材料的抗腐蚀有利，而C、Mn、Ni、P、S、As、Sn及其它一些低熔点金属对抗腐蚀性有害，C的影响主要在淬透性及碳化物类型方面的贡献。

镍(Ni)：提高低合金钢的镍含量，会降低它在含硫化氢溶液中对应力腐蚀开裂的抵抗力。原因是镍含量的增加，可能形成马氏体相。所以镍在钢中的含量，即使其硬度HRC<22时, 也不应该超过1%。含镍钢之所以有较大的应力腐蚀开裂倾向，是因为镍对阴极过程的进行有较大的影响。在含镍钢中可以观察到最低的阴极过电位，其结果是钢对氢的吸留作用加强,导致金属应力腐蚀开裂的倾向性提高。

铬(Cr)：一般认为在含硫化氢溶液中使用的钢，含铬0.5%～13%是完全可行的，因为它们在热处理后可得到稳定的组织。不论铬含量如何，被试验钢的稳定性未发现有差异。也有的文献作者认为，含铬量高时是有利的，认为铬的存在使钢容易钝化。但应当指出的是，这种效果只有在铬的含量大于11%时才能出现。

钼(Mo)：钼含量≤3%时，对钢在硫化氢介质中的承载能力的影响不大。

钛(Ti)：钛对低合金钢应力腐蚀开裂敏感性的影响也类似于钼。试验证明，在硫化氢介质中，含碳量低的钢(0.04%)加入钛(0.09%Ti)，对其稳定性有一定的改善作用。

锰(Mn)：锰元素是一种易偏析的元素，研究锰在硫化物腐蚀开裂过程的作用十分重要。当偏析区Mn、C含量一旦达到一定比例时，在钢材生产和设备焊接过程中，产生出马氏体/贝氏体高强度、低韧性的显微组织，表现出很高的硬度，对设备抗SSCC是不利的。

硫(S)：硫对钢的应力腐蚀开裂稳定性是有害的。随着硫含量的增加，钢的稳定性急剧恶化，主要原因是硫化物夹杂是氢的积聚点，使金属形成有缺陷的组织。同时硫也是吸附氢的促进剂。因此，非金属夹杂物尤其是硫化物含量的降低、分散化以及球化均可以提高钢(特别是高强度钢)在引起金属增氢介质中的稳定性。

合金元素对铁的极化性能的影响

不同合金元素对铁极化性能的影响，如下图所示。各元素的影响有以下特点：凡扩大钝化区，即降低C、D点电位和升高F、G点电位的元素都提高耐蚀性。

凡使钝化性能增强，即C、D、 F、G点位置左移的元素，都减小腐蚀电流，改善耐蚀性。

凡使B点——初始腐蚀电位(Ex)升高或左移的元素，都提高耐蚀性。凡使F点电位(EPT)升高的元素都降低点腐蚀倾向，因为F点电位低时，当电位在过钝电位附近波动时，容易导致钝化膜的局部击穿，产生点蚀。