金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法

两种应变强化不锈钢在硫化氢环境下的应力腐蚀开裂行为尹立军;寿比南;刘智勇;赵博;刘翔;杜翠薇;李晓刚【摘要】用U型试样浸泡试验、慢应变速率拉伸试验，结合腐蚀形貌和断口形貌的扫描电子显微镜观察，在常温和-196℃下，分别研究了不同预变形量的S30403不锈钢和S31608不锈钢在H2 S介质中的应力腐蚀开裂（ Stress corrosion cracking ，SCC）行为。

研究表明：S30403不锈钢和S31608不锈钢在实验溶液中均有较强的SCC敏感性，S30403不锈钢的SCC敏感性高于S31608不锈钢；随着预拉应变量的增大，两种材料的SCC敏感性均呈现增大的趋势。

在-196℃下应变强化处理的两种材料在H2 S环境中的SCC敏感性低于其在室温应变强化处理时的SCC敏感性，同时表现出更好的抗拉性能。

%At room temperature and -196 ℃,stress corrosion cracking(SCC) behaviors of S30403 stain-less steel and S31608 stainless steel with different predeformations in acid H 2 S solution are investigated by slow strain rate test ( SSRT) and U-bent specimen test .The result shows that both S 30403 stainless steel andS31608 stainless steel are all easy to subject to SCC damage in H 2 S solution,the SCC susceptiv-ities of S30403 stainless steel are higher than these of S 31608 stainless steel;with the increase of prede-formations ,the SCC susceptivities of these two kinds of stainless steel increase ;these two kinds of stainless steel have lower SCC susceptivities and higher strength at -196 ℃.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】10页(P1-10)【关键词】应变强化不锈钢S30403;应变强化不锈钢S31608;硫化氢;应力腐蚀开裂【作者】尹立军;寿比南;刘智勇;赵博;刘翔;杜翠薇;李晓刚【作者单位】中国特种设备检测研究院，北京100013;中国特种设备检测研究院，北京 100013;北京科技大学腐蚀与防护中心，北京 100083;中国特种设备检测研究院，北京 100013;北京科技大学腐蚀与防护中心，北京 100083;北京科技大学腐蚀与防护中心，北京 100083;北京科技大学腐蚀与防护中心，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TH142;TG142.71;TG172.90 引言奥氏体不锈钢因其优良的耐腐蚀性能被广泛应用于石油化工设备中，奥氏体不锈钢在硫化氢介质中的应力腐蚀开裂时有发生，但因不易被发现而常引起重大事故［1］。

上 反应 的 ， 或 者直 接就 生成 了水 ， 所 以氢原 子进 入
根据 多年 的经 验 ， 并经 过试 验 总结 ， 认 为如下
到铁 基 体 中极 少 ； 在 本 反 应 中硫 化亚 铁 和 铁 的氧
化 物是 电动 势 的两 极 ， 而 电子 只 是从 铁 原 子 上 转
的理论 较 为正 确合 理并 且得 到 了反 复验 证 。
ｂ ｉ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｃ ｒ ｏ － ｃ ｅ ｌ ｌ
为什么会发生这种 Ｓ Ｓ Ｃ Ｃ破坏现象 呢？它的
原 理 是什 么 ？ 目前 各 种 资 料 介 绍 的 大体 相 同 ， 有
的是 不全 面 和错 误 的 ， 它 不 能 解 释 为 什 么 硫 化氢 这 样 一个 很 弱 的 酸 ， 通 常一 般 不 和 铁 起 反 应 （ 起
３７
上述 反应 非 常容 易 发 生 在应 力 集 中的 区域 ，
现有 的实 物 和 照 片都 具 有 双 极 电化 学 腐 蚀 的 特 征， 所以 Ｓ Ｓ Ｃ Ｃ都发 生在局 部 ， 而不 是整个 面积 。
２ ． ２ 喷 丸或 抛丸处 理
喷 丸或抛 丸技 术 早 在 ５ ０年前 就 应 用 到 提 高 机 械零件 表 面应 力 ， 以提 高 它 的使 用 寿命 和 降低 表 面应力 裂纹 ， 是成 熟 的经验 技术 。 方法 是用 叶轮 或者 压缩 空气把 钢丸 或玻璃 丸 抛起 ， 打击设 备 的表 面 ， 不但把 表 面的锈 层消 除干
１ 腐 蚀理 论 的提 出
在 有硫化 亚 铁 的微 电池 中 ， 能 使 基 体 处 在 活 化状 态 ， 氢原 子是 在铁 基体 上生 成 的 ， 原子 氢可 直 接无 距 离 的进 入 铁 基 体 中 ， 并 且 能使 金 属 晶 体 产 生不 平衡 ； 在 氧化 介质 中 ， 氢是在 铁基 体其 氧化 物

NACE TM0103—2003湿H2S用钢板耐SOHIC性能评估的实验室试验程序标准试验方法（中文翻译版）本NACE国际标准代表了已审查本文件、其范围和条款的个别成员的共识。

本标准的通过并不意味着任何人—无论其是否采用本标准—在制造、销售、采购或使用产品、工艺或程序必须符合本标准。

本NACE国际标准中的任何内容均不得解释为通过暗示或其他方式授予任何权利，以制造、销售或使用与专利证书所涵盖的任何方法、装置或产品有关的任何方法、装置或产品，或赔偿或保护任何人免受专利证书侵权的责任。

本标准代表最低要求，不应解释为对使用更好的程序或材料的限制。

本标准也不适用于与主题相关的所有情况。

不可预见的情况可能会否定本标准在特定情况下的有用性。

NACE国际对其他方对本标准的解释或使用不承担任何责任，仅对NACE国际根据其管辖程序和政策发布的官方NACE国际解释承担责任，这些程序和政策禁止个人发布解释志愿者。

本NACE国际标准的用户在使用前负责审查适当的健康、安全、环境和法规文件，并确定其适用性。

本NACE国际标准可能没有列出在本标准范围内详述或提及的材料、设备和/或操作相关的所有潜在健康和安全问题或环境危害。

本NACE国际标准的用户还应负责制定适当的健康、安全和环境保护措施，必要时与适当的监管机构协商，以便在使用本标准之前达到任何现行适用的监管要求。

警告：NACE国际标准接受定期审查，可随时修订或撤销，恕不另行通知。

NACE国际要求在不迟于首次发布之日起五年内对标准进行重申、修订或撤销。

用户应注意获取最新版本。

NACE 国际标准的购买者可通过联系NACE国际会员服务部（地址：1440 South Creek Dr.，德克萨斯州休斯顿77084—4906）（电话+1（281）228—6200）获得所有标准和其他NACE国际出版物的最新信息。

批准日期：2003—01—17美国腐蚀工程师协会South Creek路1440号德克萨斯州休斯顿77084—4906+1（281）228—6200ISBN 1—57590—161—7@2003年，NACE国际前言焊接压力容器中使用的碳钢板在暴露于湿H2S环境中可能会受到一种或多种形式环境开裂的影响。

在用含湿H2S介质压力容器定期检验中裂纹的检测与处理摘要：压力容器是一种能够承受压力的密闭设备，它广泛应用在工业、民用等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用，其中以在化学工业与石油化学工业中使用最多，压力容器一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、中毒、污染环境等灾难性事故，因此必须加强压力容器安全管理。

压力容器的定期检验是安全管理的重要环节，定期检验就是按照一定的时间周期，在压力容器停机时对它的安全状况所进行的符合性验证活动。

在用压力容器检验过程中，经常会发现各种缺陷，而裂纹是压力容器中最危险的一种缺陷，它是导致容器发生脆性破坏的因素，同时又会促进疲劳破裂和腐蚀破裂的产生。

关键词：压力容器；检验；裂纹1 凝缩油压送罐的基本情况及湿硫化氢环境的定义该设备于2011年4月制造并于2011年10月30日投入某炼油催化裂化装置使用，容器内径1600mm，容积8.11m3，设计压力1.9MPa，设计温度140℃，使用压力不大于1.7MPa，使用温度不大于40℃，介质为凝缩油（含湿H2S）。

主体结构为单层焊接，筒体和封头材质均为Q245R，筒体壁厚18mm，封头壁厚20mm，总长4300mm，长期使用。

结构如下图：湿硫化氢环境的定义：化工部 HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》定义。

（“当H2S与液相水或含水少流共存时，就形成了湿H2S腐蚀环境。

”）当化工容器接角的介质同时符合下列条件时，即为湿H2S应力腐蚀环境：1、温度小于等于（60+2P）℃；P为压力，Mpa（表）2、H2S分压大于等于0.00035 Mpa，即相当于常温在水中的H2S溶解度大于等于10*10-6；3、介质中含有液相水或在水的露点温度以下；4、PH<9或有氰化物存在。

2 凝缩油压送罐检验方案及发现的问题该设备属湿硫化氢破坏工况且材质为碳钢，内表面易发生氢鼓包（HB）、氢致开裂（HIC）、应力导向氢致开裂（SOHIC）和硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）等；外表面易发生大气腐蚀。

金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂和应力开裂以及应力腐蚀开裂是工程材料研究中一个重要的课题。

随着工业发展的进步，金属在硫化氢环境下遇到的腐蚀问题越来越严重，因此对金属的抗硫化能力进行有效评估和研究显得尤为重要。

本文将重点介绍金属在H2S环境中抗硫化应力开裂和应力开裂以及应力腐蚀开裂的试验方法。

一、抗硫化应力开裂试验方法1.慢应变速率拉伸试验（SSRT）慢应变速率拉伸试验是一种常用的用于评估金属抗硫化应力开裂能力的试验方法。

在试验中，将金属样品置于硫化氢环境中，通过施加不同应变速率的拉伸载荷来评估金属的应力开裂敏感性。

通过观察试验样品的断口形貌，可以判断金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂能力。

2.冲击试验（Charpy V-notch Impact Test）Charpy V-notch冲击试验是一种常用的测试金属在低温下的韧性能力的方法，也可以用于评估金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂能力。

通过在冲击试验中引入硫化氢气体，可以模拟实际工作环境下的应力开裂情况，进一步评估金属的性能。

2.环境应力开裂试验（Environmental Stress Cracking Test）2.断裂力学分析（Fracture Mechanics Analysis）断裂力学分析是一种常用的方法，用于评估金属在应力腐蚀开裂条件下的裂纹扩展行为。

通过对金属样品的裂纹形貌和裂纹扩展速率等参数进行分析，可以评估金属在应力腐蚀开裂条件下的裂纹扩展机制和发展规律。

第二篇示例：金属在H2S环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂是材料科学和工程领域一个重要而复杂的问题。

H2S是一种常见的硫化氢气体，常常存在于石油、天然气等工业生产中。

金属材料在H2S环境中受到应力作用时容易发生各种腐蚀和开裂现象，这对于工程结构的安全性和可靠性都提出了严峻的挑战。

案例二、化肥厂冷却器管的破损
材质：00Cr18Ni10 尺寸： ø 19× 2
工作环境：管内－高温CO2 ；管外－冷却水 损坏情况：运转不到半年，发生多处破损事故。 分析检验：裂纹以横裂为主。裂纹由外壁产生，向内壁扩展，属典 型的穿晶型应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀及环境氢脆测试方法
一、应力腐蚀及环境氢脆敏感性的判据
1、开裂时间tc及断裂时间Tf
金属材料在不同的应力状态下和不同的介质 环境中的开裂或断裂时间；或者在一定应力状态 下和一定的介质环境中，可以用应力腐蚀及环境 氢脆断裂或开裂的时间来表示某种金属的应力腐 蚀及环境氢脆的敏感性。
一般来说，断裂或开裂时间越短，应力腐蚀 破裂及环境氢脆的敏感性越大。
• 应力腐蚀试验的试样是浸在腐蚀介质中的，因此对 于裂纹扩展情况的观察和测量都受到限制。
• 应力腐蚀试验的微区电化学过程的测试，还存在技 术上的困难，如微区的电极电位，微区的极化曲线 等等的测量，目前还相当困难。
• 应力腐蚀试验的影响因素很多，往往试验结果数据 很分散，而且重现性较差，因此处理很困难。
3、恒位移K1减小试样
a、紧凑拉伸型试样
孔的中心与试样中心偏差在1o以内 缺口中心与试样中心偏差在1.27mm以内
与（w-a)无关的单缺口恒位移紧凑拉伸试样
与（w-a)有关的单缺口恒位移紧凑拉伸试样
b、WOL－T试样
c、双悬臂梁试样（DCB试样）
1－疲劳裂纹；2－应力腐蚀破裂； 3－机械失稳破裂
b、焊接圆盘试样
9、管状试验
内部压力下应力腐蚀试验的管 状试样和固定架
1－向管内加压应力及腐蚀剂 2－焊接
10、锅炉碱脆模拟试验装置
锅炉碱脆试验装置
1－锅炉水进；2－锅炉水出；3－通过锅炉水到试样；4－浓缩液； 5－蒸汽；6－试样；7－压紧板；8－垫片；9－夹紧螺母；10－调节螺钉

ｉ ｎ ｇ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ —
摘
要： 近 年来高井深、 高温高压和 高含硫等 苛刻腐蚀环境 的油 气田相继开发 ， 对高钢 级油套 管需求 日益增加。 然而抗硫 化物应
力腐蚀 试验的钢材强度等级增加会导致抗硫 实验 中加载的栽荷值越来越接近材料的名义屈服 强度 ， 应 力环 系统的细微偏差会 导致
较 大的实验误差。通过试验 ， 分析 了应力环在 恒载荷 试验 中存 在 的主要 问题 ， 其 中应 力环体位 移 一载荷 曲线 偏移和 附加 弯矩 （ 扭
Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｔｅ ｓ ｔ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ＳＳ Ｃ． ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ０ ＣＴＧ
Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ， Ｑ Ｉ Ｙ ａ ｍ ｅ ｎ ｇ ， Ｇ Ｕ Ｏ Ｊ ｉ ｎ ｂ ａ ｏ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ｕ ｎ ｘ ｉ ａ
中图法分类号 ： Ｔ Ｇ１ ７ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号： ２ ０ ９ ６— ０ ０ ７ ７ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４— ０ ０ ２ １— ０ ５
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ９ ４ ５ ９ ／ ｊ ． ｅ ｎ ｋ ｉ ． ６ １ —１ ５ ０ ０ ／ ｔ ｅ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ０ ６

二 试验条件
１试验 设备 （）Ｓ Ｒ １ Ｓ Ｔ试 验 的试验 机 ： 日本东 申工业 株 式 会社 制造 的 Ｓ Ｒ 一 ０ ０ Ｄ Ｈ 型恒 慢应 变速 率 ＥＴ ５０ 一９
本文 所涉 及 的常用 材质 为：３６ 、１ＭＲ １Ｌ ６ｎ 、 ２ ，研 究其在 Ｈｓ介 质 中的应 力腐 蚀及应 力 ０钢 。 腐蚀 过程 中的 电化 学行 为 ， ： 采用慢 应变速 率应 力 腐蚀 试验 方法 （Ｓ Ｔ ， 定上 述三 种材 质在 Ｈｓ ＳＲ ） 评 介质 中的应 力腐蚀 的敏 感性 ，对三 种材 质在 Ｈｓ 介 质 中进 行 慢 拉伸 过 程 中的 电位 变 化 过程 进 行 记录 ， 定其 在 Ｈｓ介质 中 测 发生应 力腐蚀 时 的 电
（）慢 应 变速 率 应 力腐 蚀试 验 方法 按 照 １
Ｇ ／ １ ９ ０ ７ ２ ０ （ ｄ Ｓ ７ ３ — ：１ ８ ）金 Ｂ Ｔ ５ ７ ．— Ｏ ０ ｉ ｔＩ ０ ５ ９ ７ ９ ９
１８ ） 准 ， 行 本 次试 验 的试 样 为光 滑 的板状 ９９ 标 进 试样 。 样 的形状 及 尺寸 如下 图 １所示 ， 样 的 试 试
ｅ
Ｉ
Ｎ
，
２ ０
『 ｌ
ｌ ’ １ ２ Ｉ一
：、， ｆ Ｉ 一
４－ｔ８ ｔ ５ ０ 一 １］ （ ２ 图 １试样 的形状及尺寸
ｌ
么
表 １ ２ ６ ｎ １ Ｌ化学成份 （ 实测值 ） ０ １Ｍ Ｒ ３ ６ ％
表 ２ ２ ６ ｎ １Ｌ力学性 能 （ ０ １Ｍ Ｒ ３ ６ 实测值 ）
中材质 的抗应 力、腐蚀性 能提供依据 。
关键 词：Ｈ ；电化 学；应 力腐蚀 ２ ｓ
中图分类号：Ｔ ４ Ｇ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ２ — ０ ０（ ０ ）０ — １ ０ ０ ７７３８ ２ １ １ ３０５—６

部检 验 ， 如果 容器 内残 留有 害 气 体 ， 检 验 人员 的 对
Ｍ Ｓ的尖 端是鼓 泡 、 纹 及 开裂 的起 点 ， ｎ 裂 条状 Ｍ Ｓ ｎ 越多 ， 产生应 力开 裂 的机 会 就多 ＿ 。在 Ａ Ｉ ８ 中 ２ ］ Ｐ １ ５
必须要 有材 料 的硫 含 量 。硬度 和 强度 也 是影 响 湿
健康很不利 ， 而且在一个狭小的空间作业 ， 碰到高
温天 气 ， 验 的环境则 很差 。 检 （） ３常规检验增 加了企业运 营成本。对于 ＳＣ ＳＣ 的检 验 ， 常规 方 法是装 置停 车或者 停用设 备 。 （） 规 检 验 可 能 出现 检 验 过 度 或 者 检 验 不 ４常 足的情况 发 生 ， 磁粉 、 透 、 渗 超声 等 检 验 比例 多 少 ， 设 备 的硬度 打多少点 ， 这些 完 全靠 经 验 ， 检验 带 有
验策 略 的一种 管理 方式 … 。检 验 的结 果 是 失效 概 １ 率和 失 效 后 果 的 组 合 ， ５×５的矩 阵表 示 ， 模 用 其
得出设备的失效可能性 。
２ 湿 硫化 氢 应力腐 蚀 开裂 常规检 验 方法
应力腐蚀 开裂属于局部腐蚀 的一种 ， 隐蔽 其 性比较大 ， 一般 很难用 肉眼观察 到。检修 时须借
维普资讯
石 油 化 工 设 计
第 ２ 卷 ５
段， 一般都能发 现裂纹的位置 。但是采用 常规 检
测 裂纹 的方法 有许 多不足 ： （） １常规 检 验方 法 比较 费 时 、 费力 。检 验 单位 要 对 资料进 行 审 查 、 化 ， 消 出具 检 验 方 案 ， 验 时 检 还 需搬运 大量 的检验 工具 到现场 检验 。 （） ２常规 检验对 人员 的健康 有 危 害。湿 硫化 氢 应力 腐蚀 开裂最 有效 的检 验方 法 就 是进 入 容器 内

度小 于等于（ ６ ０ ＋ ２ ｐ ） ℃（ ｐ为表压 Ｍ Ｐ ａ 的值 ） ； ②Ｈ ｓ
分 压 Ｐ（ Ｈ Ｓ ） ３３ ５ ０ Ｐ ａ ， 即相 当 于常 温溶 解 在水 中的
阴极 ２ Ｈ ＋ ２ ｅ— ２ Ｈ（ 钢表 面吸附） —
Ｐ （ Ｈ Ｓ ） １７ ＞ ． ７ ｍ ｇ ／ Ｌ ； ③介质中含有液相水或处于露
钢的脆性增加 ， 在外加拉应力或残余应力作用下形 成开裂。Ｓ Ｓ Ｃ腐蚀通常发生在中高强度钢中或焊缝
及其 热影 响 区等硬度 较 高的 区域 。
Ｓ Ｓ Ｃ腐 蚀机理 见 图 １ 。
化物应力开裂（ Ｓ Ｓ Ｃ ） 腐蚀 的风险具有重要的意义。
１ 硫 化 物 应 力 开 裂 腐蚀 环 境 条 件
２ 硫 化 物 应 力 开 裂 腐 蚀 机 理
硫化物应力开裂 （ Ｓ Ｓ Ｃ ） 腐蚀是指湿 Ｈ ｓ 环境 中
因此 ， 作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池 ，
２ ０ １ ４年 第 ２期
尤克勤．湿硫化氢环境中的硫化物应力开裂腐蚀分析
３ ． ３ 材料 中氢 渗透 流量
・ ２ ｌ・
点 以下 ； ＠ｐ Ｈ＜ ７或有氰 化物 （ Ｈ Ｃ Ｎ ） 存在 。
２ ［ Ｈ］ （ 向钢中扩散） 或— Ｈ Ｔ
钢材 受 到 硫化 氢 腐 蚀后 ， 阳极 的最终 产 物 就 是 硫化 亚铁 ， 该产 物通 常是 一种 有缺 陷的结 构 ， 它与 钢 铁表 面 的黏 结 力 差 ， 易脱落 ， 易 氧化， 且 电位 较 正 。
图 １ 硫 化 物 应 力 开 裂 腐 蚀 机 理
国 内认 为 当钢 制化 Ｈ ， ｓ应 力 腐 蚀 环 境 ： ① 温
硫化 氢 电化学腐 蚀过 程如 下 ：

硫化氢应力腐蚀开裂原因的试验王全庭【摘要】摘要:目前，硫化氢应力腐蚀开裂(简称SSCC)是化工装备行业的一个重要问题，用现在的硫化氢应力腐蚀原理还不能满意的解释所发生的所有实际问题，针对这一现象，试验从镀到铁丝上锌银，到硫化亚铁和氧化铁都能形成双极性电化腐蚀;腐蚀过程中在阴极区的渗氢，并产生氢脆性;氢在钢中有很强的穿越性，可在某地方汇集，并形成氢气压;从上述多个方面做了些研究实验工作，从而使SSCC原因更全面更合理些，为进一步解决SSCC提供了更多的参考。

【期刊名称】石油化工腐蚀与防护【年(卷),期】2014(031)003【总页数】3【关键词】关键词:双极性电化学腐蚀阴极渗氢氢脆性多年来硫化氢应力腐蚀开裂(简称SSCC)的问题困扰着石化装备行业，由此造成的损失也很多，到底产生SSCC的原因是什么?经查，国内外都沿用了:硫化氢电离，腐蚀铁，生成硫化亚铁，硫化亚铁电位较正，疏松多孔，加快腐蚀，在渗氢、拉应力的共同作用下，产生裂纹和断裂。

这一理论使SSCC有些问题得不到圆满的解释，因此进行了研究和验证，根据多年经验，从下述三个方面(实际是多个方面)进行了实验:(1)双极性电化学腐蚀;(2)脆性开裂是从阴极区渗氢所致;(3)氢原子在钢中可在某些地方汇集。

1 双极性电化学腐蚀试验双极性电化学腐蚀是一对正负电位相差比较大的电极，金属导电体在它两电极之间又形成一对新的正负极，电化学反应都是在后形成的电极上进行的。

实验方法:取一根长100 mm，粗4 mm的铁丝，一端(约30 mm)镀0.2 mm 的锌，一端(约30 mm)镀0.1 mm的银，中间用寛5 mm的塑料薄膜扎住，提起来，置于杯中，杯中食盐的质量浓度为10%的溶液，1.0N的盐酸(见图1)。

可观察到双极性电化学腐蚀的过程，即氢气不但在锌镀层上冒出，而且转到旁边的铁基体上和银镀层上，银镀层旁边的铁基体铁被腐蚀，锌镀层旁边的铁基体上氢离子被还原。

另一个试验是硫化亚铁和氧化铁对铁基体所形成的双极性腐蚀，取两只大口的塑料瓶，一个瓶装活化了的硫化亚铁(用滤纸裹好)和含稀硫酸亚铁的水溶液，一个装活化了的氧化铁(用滤纸裹好)和含稀硫酸高铁的水溶液，两瓶用φ4 mm 的铁丝穿起来(见图2)。

打印本文 关闭窗口作者：立文 来源：成都钢铁网 发布时间：2008年08月02日00:00金属抗硫化物应力腐蚀开裂恒负荷拉伸试验方法 GB 4157–84金属抗硫化物应力腐蚀开裂恒负荷拉伸试验方法 GB 4157–84本标准规定的试验方法在实验室内，在含有硫化氢的酸性水溶液中，对承受拉伸应力的金属进行抗开裂破坏性能的试验。

1 原理1．1硫化物应力腐蚀开裂是金属在硫化物环境中的腐蚀和拉伸应力(甚至远低于屈服应力)的联合作用下，所发生的延迟脆性断裂现象。

1．2通常认为硫化物应力腐蚀开裂破坏是氢脆引起的。

当氢原子在金属表面上阴极释放时(例如因腐蚀或阴极充氢，由于硫化氢(或少许其他含有氰化物和磷、砷等化合物)的存在抑制了氢原子向高的三轴拉伸应力区域或某些微观组织结构的区域扩散，并在这些区域被捕集，从而增加了金属的脆性。

1．3本试验方法是在常温常压下，将承受拉伸应力的试样浸在经酸化并以硫化氢饱和的氯化钠水溶液中，为获得硫化物应力腐蚀开裂数据，将外加应力加到屈服强度的一系列百分数，测定试样的断裂时间，直至720h 试样不发生断裂的最大应力为止。

2 试样2．1样坏要求：管材取纵向；板材取横向；取样部位按有关标准和协议执行，但应加以注明。

2．2应力腐蚀拉伸试样2．2．1应力腐蚀拉伸试样见图1。

标准试样尺寸为直径D=6.4±0.1mm ，标距G=25±0.5mm ，过渡圆弧半径R=7.0mm 。

非标准试样尺寸为直径D=2.5±0.05mm ，标距G=25±0.5mm ，过渡圆弧半径R=7.0mm 。

注：在试验材料不满足标准试样尺寸时，可以采用非标准试样，但必须加以注明。

2．2．2试样头部与试样工作段的不同心度不大于0.03mm 。

2．2．3为了适应与加载夹具的连接及容器的密封，试样两端必须足够长。

2．2．4试样在机加工时，必须避免试样工作段过热和冷作硬化，最后两道切削量要小于0.05mm。

金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法
金属在H2S环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法主要包括以下几种：
1.拉伸法：用于评价金属在单轴向拉伸荷载下的抗环境开裂（EC）性能。

大
体原理为在腐蚀性环境中给试样加载一定的应力，多个加载不同应力试样，通过试样失效与否得出环境开裂的临界应力值。

2.三点弯曲试验：用于评定在含H2S的酸性环境中金属材料承受拉伸应力抗
开裂性能，主要是为了评定材料在应力集中状态下的环境开裂（EC）敏感性。

实验方法类似拉伸法，不过施加的应力方向为弯曲应力。

3.C形环实验：用于评价金属在圆周荷载（周向应力）下的抗环境开裂（EC）
性能，常用于管材和棒材的横向实验。

大体方法类似拉伸法，不过应力施加方法为将C形环弯曲至一定程度出现特定的表层应力。

4.双悬臂梁实验（DCB）：用于测量金属材料抗环境开裂（EC）裂纹扩展性
能的实验。

用临界应力场强度因子K（issc）表示抗硫化物应力开裂裂纹拓展性能，其不是材料的固有属性，数值依赖于暴露的实验环境和实验条件。

试样厚度一般为9.53mm，形状，加载式样使用的是双面楔形块。

大体实验步骤为将楔形块插入双悬臂缝隙中是悬臂位移，直至获得既定应力，后置于H2S环境中24h，后移除楔形块并观察开裂，计算K（issc）值。

克服硫化氢应力腐蚀开裂的几种方法
王全庭;杨晶晶
【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》
【年(卷),期】2014(031)005
【摘要】针对硫化氢应力腐蚀造成的危害,分析了目前原理中腐蚀和渗氢不能得到很合理解释的情况,根据多年的经验,并作了一些试验;介绍了一种相对较为合理的硫化氢应力腐蚀开裂的原理;指出负电位的硫化亚铁和正电位的高价氧化铁形成了双极性微电池,这种双极性微电池是使基体产生电化腐蚀、和渗氢的原因,在有拉应力的条件下,是产生腐蚀开裂的基本要素;阐述了解决这种失效模式的几种方法,即磨平抛光法、喷丸法、振动冲击法、热处理法,另外还有即涂层法、喷镀法、刷镀法等方法,总结比较,提出最适用、效果最好的两种方法.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】王全庭;杨晶晶
【作者单位】河南鹤壁中德石化装备有限公司,河南鹤壁458030;河南鹤壁中德石化装备有限公司,河南鹤壁458030
【正文语种】中文
【相关文献】
1.硫化氢应力腐蚀开裂原因的试验 [J], 王全庭
2.硫化氢环境中17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能 [J], 王瑶;魏安安;申登峦
3.激发兴趣克服惰性——浅谈克服学生学习历史惰性的几种方法 [J], 王喜文
4.耐硫化氢应力腐蚀开裂的马氏体不锈钢油套管用钢、油套管及其制造方法 [J], 无
5.一种抗硫化氢应力腐蚀开裂的油套管及其制造方法 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。