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1、什么是應力導向氫致開(kāi)裂？

氫致開(kāi)裂（HIC）英文全稱(chēng)是Hydrogen induced cracking。硫化氫是石油和天然氣中最具腐蝕作用的有害介質(zhì)之一，在天然氣輸送過(guò)程中，硫化氫對輸送管線(xiàn)的應力腐蝕占很大比重。在濕硫化氫環(huán)境中使用時(shí)，能導致碳鋼內部出現氫鼓泡（HB）、氫致開(kāi)裂（HIC）和應力導向氫致開(kāi)裂（SOHIC）。應力導向氫致開(kāi)裂（SOHIC）試驗是在硫化氫水溶液的環(huán)境下對碳鋼進(jìn)行開(kāi)裂敏感性評價(jià)。濕硫化氫的腐蝕主要是由于電化學(xué)腐蝕和反應產(chǎn)生的氫原子擴散至鋼中引起的。應力導向氫致開(kāi)裂（SOHIC）常發(fā)生在焊接頭的熱影響區及高應力集中區，應力集中經(jīng)常是由裂紋缺陷或應力腐蝕裂紋引起的。

應力導向氫致開(kāi)裂試驗的應用范圍有石油相關(guān)設備、管道、閥門(mén)、法蘭、壓力容器、鍛件、鑄件等。焊接壓力容器的碳鋼板在濕硫化氫環(huán)境工作時(shí)，可能遭受一種或多種形式的環(huán)境開(kāi)裂，這些開(kāi)裂包括硫化物應力腐蝕開(kāi)裂、氫致開(kāi)裂、應力導向氫致開(kāi)裂。對于具有很好的抗氫致開(kāi)裂性能的鋼，由于它們在冶煉過(guò)程及其形成的顯微結構仍具有對應力導向氫致開(kāi)裂的敏感性，可能需要進(jìn)行應力導向氫致開(kāi)裂試驗。

2、應力導向氫致開(kāi)裂的測試標準及測試要點(diǎn)總結

試驗標準：NACE TM0103 評價(jià)在濕硫化氫環(huán)境下鋼板的抗應力導向氫致開(kāi)裂（SOHIC）性能的實(shí)驗室試驗方法

試驗方法：雙梁(DB)試驗、NACE TM0177 A法

試驗溶液：A溶液，由5.0wt%的氯化鈉（NaCl）和0.5wt%的冰醋酸（CH₃COOH）溶解到蒸餾水或去離子水中構成，然后在100kPa (1atm) 下充入硫化氫氣體至飽和，其初始pH應在2.7士0.1，在試驗期間PH值不應超過(guò)4.0，溶液A可提供鋼材評價(jià)需要的強充氫環(huán)境；

溶液B，由按照ASTM D 114117常備溶液No.1或No.2 (不含重金屬離子)制備的人造海水組成，然后在100kPa(1atm)充入硫化氫氣體到飽和，其pH值應在4.8~5.4之間才有效，溶液B可提供對鋼材評價(jià)需要的中等充氫環(huán)境

試樣要求：標準試樣的最小長(cháng)度305mm，寬38mm，厚13mm，狹槽深度2mm，其曲率半徑為0.13mm±0. 01mm，粗糙度0. 91um，定距栓直徑13mm，定距栓距離51mm；小尺寸試樣最小長(cháng)度146mm, 寬25mm，厚度不小于4.6mm，狹槽深度2mm，其曲率半徑0.13±0. 01mm，粗糙度0. 91um，定距栓直徑6. 4mm，定距栓距離38mm。加載量△d

式中：

L為螺栓中心線(xiàn)間的距離(mm)

  a為螺栓與定距栓中心線(xiàn)間的距離(mm)

  t 為最小厚度(mm)

  E 為彈性模量：鋼為20.4* 104MPa=彎曲量(mm)

  S為期望的外側表面假定應力(MPa)，DB測試使用的假定應力的值一般為材料指定的最小屈服強度(SMYS)的50%到100%以上。

試驗過(guò)程：a、按硫化氫拉伸樣品要求加工試樣并檢查試樣表面情況并記錄；b、測量試樣最小直徑尺寸，計算所需應力水平的試驗載荷，并根據試驗載荷選擇選擇相應等級的應力環(huán)進(jìn)行試驗；c、用丙酮清洗試樣，清洗后，試樣的測試部分不能用手或其它可能損壞其表面的物體碰觸；d、固定試樣到應力環(huán)上，密閉試樣與試驗容器的間隙，加載荷力，注意加載時(shí)應多次少量進(jìn)行，并測量加載量，避免超過(guò)要求值；e、將試驗溶液注入容器，連接試驗系統，并立即通入氮氣(N₂)除氧，除氧時(shí)間不少于2 小時(shí)，確保通入硫化氫(H₂S)前溶液中無(wú)氧，同時(shí)，檢查容器的氣密性；f、通硫化氫(H₂S)氣體，初始以連續氣泡通入，使之盡快達到包和，大約1小時(shí)后，降低通氣量(每分鐘幾個(gè)氣泡)，使硫化氣(H₂S)在容器內保持正壓，并且應在通入氣體前打開(kāi)氣體超標報警器，試驗過(guò)程中，如果中和裝置內的中和液體回流，或試驗溶液除氧不徹底，通入硫化氫(H₂S)后液體不透明，都表示試驗不合格，應取出試樣，重新清洗，并重新試驗；g、試驗過(guò)程中應保證試驗溫度在24土3C，試驗前溶液PH2. 6~2.8之間，結束后的PH不應大于4，持續時(shí)間為720h；h、試驗結束后關(guān)閉H₂S氣閥，并通入氮氣吹掃，時(shí)間不小于6h以充分趕出容器及氣管中殘余的H₂S氣體；j、取出試樣，做好記錄，并對容器進(jìn)行清洗，并在10倍下檢驗樣品表面有無(wú)電化學(xué)腐蝕裂紋

試驗結果評定：用放大鏡檢查表面開(kāi)裂和鼓泡情況（單個(gè)試樣表面的氫鼓泡面積不超過(guò)試樣面積得1%，且任何一個(gè)氫鼓泡的直徑不超過(guò)1mm）、CCL（連續開(kāi)裂長(cháng)度）、DCL（不連續開(kāi)裂長(cháng)度）、TCL（總開(kāi)裂長(cháng)度）