ASTM G36-94沸腾氯化镁应力腐蚀开裂
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全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：在工业生产中，金属材料常常处于潮湿、含硫化氢的环境中，容易发生应力开裂和应力腐蚀开裂等问题，从而导致设备损坏甚至事故发生。
对金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂等性能进行试验具有重要意义。
一、实验前的准备工作1. 选择试验样品：根据实际使用条件选择符合要求的金属样品，一般包括不锈钢、碳钢等。
2. 制备试验溶液：根据实际工作环境中的H2S浓度和温度制备相应的试验溶液，通常使用硫化氢溶液。
3. 设备准备：准备好所需的实验设备，包括腐蚀试验仪、拉伸试验机、电化学工作站等。
二、试验方法1. 抗硫化应力开裂试验：（1）制备试样：制备符合标准要求的试样，通常采用缺口试样。
（2）浸泡试样：将试样浸泡在硫化氢溶液中，在设定的环境参数下进行实验。
（3）观察试样：观察试样在实验过程中的裂纹情况，记录裂纹扩展情况和断裂形态。
（2）加载试样：在设备上加载试样施加一定的拉伸载荷，使试样发生应力开裂。
三、实验结果分析通过以上试验方法可以获得金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂等性能数据，可以用于评估金属材料在潮湿硫化氢环境下的使用寿命和性能稳定性。
同时可以针对不同金属材料提出相应的改进措施和防护措施，减少事故发生的风险。
金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂试验方法对于工业生产中金属材料的安全可靠运行具有重要意义，通过科学准确的试验方法，可以有效提高金属材料的抗腐蚀性能，延长设备的使用寿命，确保工业生产的安全稳定进行。
第二篇示例：金属材料在高硫化氢（H2S）环境中容易发生应力开裂、应力腐蚀开裂等问题，这不仅会降低金属的使用寿命，也可能带来严重的安全隐患。
研究金属在H2S环境中的耐受性是非常重要的。
为了评估金属对硫化氢的抗性，常常需要进行应力腐蚀开裂试验和应力开裂试验。
浅谈奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂
浅谈奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂张吉;马钢【摘要】论文介绍了不锈钢应力腐蚀开裂形、长大和扩展的过程.并通过分析其主要特征、影响因素和相关机理,总结了消除残余应力的方法,从而降低发生不锈钢应力腐蚀开裂的几率.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2013(026)003【总页数】3页(P69-71)【关键词】不锈钢;应力腐蚀开裂;残余应力【作者】张吉;马钢【作者单位】台州市特种设备监督检验中心,浙州台州318000;台州市特种设备监督检验中心,浙州台州318000【正文语种】中文【中图分类】TG140 引言不锈钢是指具有抵抗大气、酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称[1]。
不锈钢的产量中奥氏体不锈钢约占70%[2]。
奥氏体不锈钢具有优越的耐蚀性和力学性能，但是，304等亚稳态奥氏体不锈钢制造设备在含硫、氯介质中常发生严重的腐蚀穿孔事故，造成巨大的经济损失。
更为严重的是，蚀孔又可以作为裂纹源，在应力作用下导致应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking，SCC），引起设备和管道的过早破坏，甚至发生灾难性事故，严重危及生产和人身安全。
据工业部门大量统计表明[3]，化工设备破裂事故中，应力腐蚀开裂造成的事故约占全部的1/4以上，而奥氏体不锈钢设备事故又占应力腐蚀事故的1/2以上。
应力腐蚀开裂的特征是几乎完全没有金属宏观体积上的塑性变形的情况下突然发生破裂。
这种断裂是事故以及大量材料损耗的原因。
在高压下使用的设备（例如热能及天然气处理设备）或者在高温条件下工作以及使用危险化学物质（酸、碱、有毒化合物）的设备尤其危险。
而且在实际使用过程中，不锈钢焊接接头的应力腐蚀倾向比母材更为严重，成为不锈钢构件抗应力腐蚀开裂的薄弱环节。
本文对应力腐蚀开裂机理、奥氏体不锈钢焊接构件的应力腐蚀行为、消除焊接残余应力的方法等方面的发展状况进行了简要评述。
1 应力腐蚀开裂及其机理19世纪后期，人们发现黄铜弹壳在贮存过程中发生开裂，严重地影响了军事行动。
冷加工的22Cr双相不锈钢生产油管在高密度纯CaCl_2盐水封隔液中的应力腐蚀开裂
当给 C形环施加载荷至屈服应力时 , 下列公式是
有效的 : σ =πr[ r - ∀− t ]ε
t
式中 δ———C形环径向偏转 ;
r ———C形环外半径 ;
t ———C形环厚度 ; ε ———C形环顶峰处外纤维变形 ;
E ———弹性模量 ;
δ ys
———屈服应力 ;
ε ys
=
δ ys
/E
+ 01002 。
一 、断裂分析及试验项目
1, 肉眼观察 与悬挂器相连的油管是最先被打捞上来的 。这 节管的开裂呈明显脆化形态 , 沿着控制线缠绕的位 置有很多纵向裂纹相连并形成一个大的螺旋形裂 缝 , 缠绕线是合金 625 (UNS N06625) 。 观察发现 , 连接控制线与悬挂器底部的配件是 有磁性的 , 它是不锈钢 17 4 PH , 而不是规定的 合金 C 276 (UNS N10276 ) 。此配件不是引起此 次断裂的原因 。 从断裂油管的外径照片可见 , 沿纵向裂纹有着 明显的冲刷腐蚀的痕迹 (所有裂纹都是纵向的 , 即沿着管长方向 ) 。有些裂缝并没有完全穿透管 壁 ; 显然 , 在这种情况下无侵蚀 。 2, 材料 (1) 22C r双相不锈钢 该批油管是采用 5 批电炉熔炼的 UNS S31803 双相不锈钢制造的 。油管先用机械热轧钢坯通过 Ugine Sejournet工艺进行热挤压 , 然后冷拔至期望 的机械性能 ; 最后是冷旋转校直 。这批油管在美国 以带螺丝的平端管状态供货 。 Deep A lex井完井时所用的直径为 3∀− in、9191 lb / ft (壁厚 7135mm , 即 01289 in) 的 22C r冷加工 生产油管的化学成分见表 1, 资料来源为工厂的质 量证书 。
超级不锈钢
＜试验方法＞
ɾ试片：2×20×25mm、#400
ɾ试液：6％FeCl3＋1/20N HCl
ɾＣＣＴ： 不产生间隙腐蚀的最高温
度
ɾ间隙形成方法：由两端在特氟隆柱用
夹轮橡胶固定
蚀电位ɿ电化学测量
蚀电位系指对试片施加电压，在 ੍ڧ性形成త氧化性（腐蚀性）环境中测 量产生腐蚀的电位。该电位越高，所示的 耐蚀性就越好ɻ如图 所示，超级不锈钢 /"4/Ŋ/"4/ 即使在 的食盐中， 到 ˆ亦不产生蚀ɻ另外，如图 所示，/"4/ 即使在焊接部位亦具有与 所示ࡐ相同良好的耐蚀性ɻ
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试验条件：U-弯曲试片、沸腾MgCl2水溶液 300 小时 ×：产生应力腐蚀裂纹、○：无腐蚀裂纹
机械性能
表 5 各种不锈钢的机械性能
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铝合金应力腐蚀开裂ASTM G139(中文翻译版)
用断裂负荷法测定热处理铝合金制品抗应力腐蚀开裂性的标准试验方法（等同采用ASTMG139-05(R2011)）（中文翻译版）编制: 日期:审核: 日期:批准: 日期:修订历史修订序号对应的条号修订内容修改人批准人日期1. 目的Purpose本标准试验方法涵盖了通过断裂荷载试验方法评估抗应力腐蚀开裂（SCC）性的程序，该方法使用剩余强度作为损伤演化（在这种情况下为环境辅助开裂）的测量方法。
包括试样类型和复制、试验环境、应力水平、暴露时间、最终强度测定和原始残余强度数据的统计分析。
2. 范围Scope本标准试验方法适用于热处理铝合金，即2XXX合金和7XXX，含1.2%至3.0%铜，且试样的取向与晶粒结构相关，横向较短。
然而，用于分析数据的残余强度测量和统计数据并非针对可热处理铝合金，可用于其他试样取向和不同类型的材料。
3. 职责Responsibility程序执行：实验室授权制样人员程序监督：实验室技术负责人及相关责任人4. 原理Principle4.1本试验方法描述了使用暴露于腐蚀环境后的残余强度评估热处理铝合金产品形式（如板材、板材、挤压件、锻件和棒材）的应力腐蚀开裂敏感性的程序。
这些产品通常在板材的长横方向、板材、挤压件和锻件的短横方向以及棒材和棒材的横方向上最易发生应力腐蚀开裂。
在本试验中，根据规程G49制备的拉伸钢筋或直接拉伸板试样暴露于3.5重量%的氯化钠水溶液（规程G44）中，在其失效前移除，并进行拉伸试验，以确定已发生的腐蚀损伤量。
然后计算平均剩余强度，并使用Box-Cox变换对结果进行统计分析。
4.2该程序要求暴露无应力试样，用于排除点蚀、晶间腐蚀和一般腐蚀的影响。
这些现象会降低残余强度，但不需要施加应力。
4.3本试验方法适用于高强度铝合金（2XXX和含有7XXX的铜），通常在3.5%氯化钠中通过交替浸泡进行试验。
然而，使用剩余强度作为损伤演化度量的概念（在这种情况下，环境辅助开裂）原则上可以应用于任何合金和环境系统。
奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂研究进展
奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂研究进展摘要：奥氏体不锈钢广泛用作石油化工、煤化工、电力、造纸、化工等行业主要设备和管道的材料。
腐蚀失效问题依然普遍，尤其是应力腐蚀开裂失效最为突出。
本文从氯离子含量、温度、pH值、氧气、有毒介质等方面探讨了影响奥氏体不锈钢氯化物应力腐蚀开裂的主要因素，以及奥氏体不锈钢的安全性评价和现场检测方法。
讨论了不锈钢的应力腐蚀开裂，从工程实践的角度提出了减缓奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的具体措施。
关键词：奥氏体不锈钢；氯离子；应力腐蚀开裂石油化工是国民经济发展的重要支柱产业。
随着经济的发展，我国石化产业规模将不断扩大。
除了系统管理问题，最重要的因素是整体运行环境。
的石化企业。
其中，石油化工设备是影响企业生产速度和效益的主要因素。
管道应力腐蚀开裂也是石油化工行业普遍存在的问题。
因此，在石化生产中，为提高企业的生产效率，增加企业的经济效益，提高企业在石化行业的核心竞争力，必须做好生产团队的管理工作。
石化企业生产，特别是部分室外输送管道的维护保养工作，确保石化企业稳定运行。
”一、氯化物应力腐蚀开裂机理（1）应力腐蚀开裂特征应力腐蚀开裂是指敏感金属材料在某些特定的腐蚀介质中由于腐蚀介质和拉应力的协同作用而发生脆性断裂。
应力腐蚀开裂的发生同时需要三个基本条件（见图1），即敏感的金属材料、特定的腐蚀介质和足够的拉应力。
对于奥氏体不锈钢氯化物SCC，表现为多分支的穿晶裂纹，其微观外观呈闪电状的穿晶裂纹形态。
图1发生应力腐蚀开裂的三个基本条件（2）应力腐蚀开裂机理由于SCC涉及材料、环境、力学等诸多因素，其过程非常复杂，迄今为止提出的各种应力腐蚀开裂理论或模型都存在一定的局限性，没有统一的理论。
其中，常见的开裂机制有阳极溶解机制、氢脆机制和阳极溶解氢脆机制三种。
对于奥氏体不锈钢的氯化物SCC，最普遍接受的机理是阳极溶解机理，即阳极金属的不断溶解导致应力腐蚀开裂的形成和扩展。
发生快速蠕变，晶内位错沿滑移面到达裂纹尖端前表面，产生大量瞬时活性溶解颗粒，导致裂纹尖端（阳极）快速溶解，如图2所示.图 2 阳极溶解引起裂纹扩散的模型二、氯化物应力腐蚀开裂的影响因素金属材料的SCC受多种因素影响，主要与材料的应力状态、环境、合金成分等有关。
关注300系列不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂
并得出一些结论。然而，在低氯浓度情况下，测试时间会 变得很长。 实验中必须观察到应力腐蚀开裂（由于不能证 明否定的假设，即应力腐蚀开裂不会发生），并且获得结 论非常低浓度的氯离子（如：小于 10 ppm）也会导致应力 腐蚀开裂。
表面膜和沉淀 在工业实践中，另外两个因素会使得临界浓度的问题复杂 化。其一是缝隙或蒸汽空间内氯化物（或其他腐蚀种类） 浓缩的可能性，因为在这些地方稀释液会蒸发和损耗。二 是表面膜能够吸收或阻挡氯化物，从而使其浓度会比其在 大体积的溶液中的浓度要高出几个量级。水中的碳酸钙沉 淀，蒸汽中的水合铝或氧化铁，冷凝物或水相/有机物的 混合物、有机或生物膜，都会在金属表面吸收并局部富集 氯物质，从而导致应力腐蚀开裂。0.02 ppm 的较低浓度水 平的溶液会在金属表面通过氧化铝膜被浓缩至 10000 ppm。
氯化物 氯，作为卤素的代表，是最常见的造成奥氏体不锈钢应力 腐蚀开裂的物质。报告表明在各种媒介中，比如自然水、 地热蒸汽、工业蒸汽冷凝物和碱性物等，都会发生应力腐 蚀开裂。在大多数情况下，除了碱（其自身也会造成应力 腐蚀开裂），其余的裂纹都可以归因于无机氯离子。
除了少数的一些敏感的金属结构（如晶界有的碳化铬析出 物）在特定环境下的情况外，氯化物应力腐蚀开裂表现为 多分支的穿晶裂纹。图1 的显微照片显示的是氯化物应力 腐蚀开裂的形如闪电的穿晶裂纹形态。
热壁效应
“热壁”的影响除了水中盐本身的沉积，也涉及到腐蚀机理方面。通常 观察到的水冷式热交换器就会在传热最大的地方发生应力腐蚀开裂，而 在同等条件下，简单浸泡的不锈钢部件没有观察到开裂现象。
硫化物-氯化物开裂 硫化氢（或来源于其他方面的硫化物）和氯化物的同时存 在会协同影响 18-8 不锈钢。304 不锈钢在硫化氢溶液中去 （其中氯化物含量低至 2-8 ppm），在室温下可观察到穿 晶应力腐蚀开裂现象。显然，相较于氧，硫化氢在膜形成 过程中有特殊作用。
ASTM标准
A S T M"American Society for Testing and Materials"系美国材料与试验协会的英文缩写。
该技术协会成立于1898年。
ASTM标准制定一直采用自愿达成一致意见的制度。
标准制度由技术委员会负责，由标准工作组起草。
经过技术分委员会和技术委员会投票表决，在采纳大多数会员共同意见后，并由大多数会员投票赞成，标准才获批准，作为正式标准出版。
在一项标准编制过程中，对该编制感兴趣的每个会员和任何热心的团体都有权充分发表意见，委员会对提出的意见都给予研究和处理，以吸收各方面的正确意见和建议。
ASTM标准现分为15类（Section），各类所包含的卷数不同，标准分卷（Volume）出版，以A S T M标准年鉴形式出版发行。
第一类钢铁产品第二类有色金属第三类金属材料试验方法及分析程序第四类建设材料第五类石油产品、润滑剂及矿物燃料第六类油漆、相关涂料和芳香族化合物第七类纺织品及材料第八类塑料第九类橡胶第十类电气绝缘体和电子产品第十一类水和环境技术第十二类核能，太阳能第十三类医疗设备和服务第十四类仪器仪表及一般试验方法第十五类通用工业产品、特殊化学制品和消耗材料A S T M活动范围很广，形式多种多样。
它除出版各种标准资料外还办有期刊。
对ASTM标准的了解是美国试验与材料学会国际组织制定的标准,成立于1898年的ASTM International是世界上最大的制定自愿性标准的组织。
作为非赢利组织，ASTM lnternational为材料、产品．系统和服务的自愿性协商一致标准的制定和发布提供论坛。
ASTM lnternational的成员来自世界100多个国家，代表制造商、用户、消费者、政府和学术机构制定技术文件，这些技术文件是生产、管理、采购、以及制定法规与条例的基础。
这些成员隶属于一个或多个委员会，每个委员会负责某个领域的项目，例如钢铁、石油、医疗器材、财产管理、消费产品以及许多其他标准。
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ASTM G36
金属及合金在沸腾氯化镁溶液中的应力腐蚀开裂试验方法1．范围
1．1 本标准描述了在沸腾氯化镁溶液中的应力
腐蚀开裂试验方法。
虽然这个试验可以在不同
的氯化镁浓度下进行，但试验过程中溶液保持
恒定155.0±1.0℃沸腾温度。
在一个大气压下不
同浓度氯化镁溶液的沸点示于图1。
能够保持溶
液一定浓度和温度的试验设备在标准中也给出
了建议。
1．2 沸腾氯化镁试验适用于不锈钢锻件、铸件、
焊接件及其相关合金检测。
此方法可以检验材
料在组成、热处理、表面加工、微观结构和应力等方面对氯化物应力腐蚀开裂的敏感性。
1．3这个试验主要涉及到试验溶液，可以用于检验各种应力腐蚀试样、表面加工试样及有不同许用应力的试样。
2. 规范性引用文件
2．1 ASME标准
D1193去离子水规格
G1 腐蚀试样的制备、清洗和评价
G15 腐蚀和腐蚀试样相关术语
G30 U型弯曲应力腐蚀试样的制备方法
3．术语
相关术语见G15
4．概述
4.1 将一定量的试剂级氯化镁和去离子水加入一个带有温度计和回流冷凝装置的试验容器中，在一定热源上进行加热。
当氯化镁开始沸腾时，通过滴加少量的水或盐来调
整使其保持需要的浓度和沸点。
4．2在溶液稳定保持要求的沸点温度以后，放入加载一定应力的试样。
根据不同的实验目的，试样需要进行周期性的观察。
如果试验时间超过7天，溶液要进行更换或建议使用类似的实验装置继续进行试验。
5 重要性和用途
5．1 这个试验环境可以通过不同程度的应力腐蚀开裂敏感性为在含氯水环境中的不锈钢及合金提供加速试验方法。
通常在热含氯环境中具有一定抗蚀能力的材料在这个试验中会出现开裂。
这个试验与在连多酸或碱性环境中的应力腐蚀开裂无关。
5．2 沸腾氯化镁中的抗应力腐蚀开裂在可能的情况下将与在用材料的抗蚀能力有关，但这种情况并不是一直都会出现。
5．3沸腾氯化镁能导致许多不锈钢发生点蚀。
这将可能导致伴随由于耐蚀净截面积减小而造成机械性能失效的应力腐蚀失效原因多样化。
当使用小截面试样、高许用应力、长暴露周期的抗应力腐蚀合金或具有以上特点的材料时，这种影响更大。
为了正确评估失效原因要进行严格的测试与检验。
6．实验装置
6．1 使用有温度计和回流冷凝器的透明的与试验溶液不会发生反应的装置，此装置在长期实验过程中可以通过降低水份流失和溶液浓缩来保持一定温度和一定的氯化镁溶液浓度。
氯化镁溶液中水分的流失将导致溶液沸点的上升以至试样产生应力腐蚀开裂的时间将缩短。
7．试剂
7.1 试剂纯度：实验中用到的化学试剂都为试剂级。
除非另有说明，所有的试剂都必须符合美国化学会的分析纯试剂规格，如果用到其它级别的试剂，必须保证试剂具有足够高的纯而不会减小检验的准确性。
7.2 水纯度：本实验用水符合D1193 Ⅳ型
7．3氯化镁：试验中氯化镁溶液沸点保持在155.0±1.0℃。
如果试验时间超过7天，需要更换质量分数为25％的氯化镁溶液。
配制约400mL的溶液于1L锥形烧瓶或其它容器中，将600g氯化镁加到有15mL 水的锥形瓶中，此装置要配有温度计。
加10－15粒沸石
将有冷凝器和温度计的装置放于一定热源上加热。
当溶液沸腾的很剧烈而没有足够的冷凝水回流时，慢慢从冷凝器上口滴加4－5mL水使得温度降至155.0℃。
当往沸腾氯化镁溶液中加水时要有一定的防护措施。
冷水在氯化镁表面可以形成一层膜，当到达容器底部时，会发生巨沸，所以需要用一个防护罩。
注1：如果加入太多的水的话，可以通过冷凝管加入一定量的MgCl2•6H2O，直到溶液温度达到155℃。
7．4 将53.4g MgCl2•6H2O 加入到46.6mL水中，在室温下溶解配制成25％的溶液。
8 检验试样
8.1任何类型的应力腐蚀试样都可以用这个试验溶液来检验。
见G1和G30。
8．2 试验要有足够的厚度，当由点蚀或均匀腐蚀而使得表面积减小时，加载应力不会导致机械损坏。
8．3 在可能的情况下，一个容器中只能放置一个试样。
如果一个容器中多于一个试样，试样必须是同一种材料从而避免其它合金的腐蚀产物对另一合金造成有害的影响。
8．4试样要用玻璃支架支撑避免与容器直接接触。
用于给试样加载应力的金属也必须支撑在支架上。
9 实验过程
9．1 试验前将实验仪器和试样准备好。
如果使用建议实验装置，请参考附录X1。
9．2 给带有温度计和冷凝管的实验容器中加入一定量的MgCl2•6H2O和水配制成试验溶液。
开始加热以后，通过慢慢加入少量的水来调整溶液浓度直到达到恒定沸点155±1.0℃。
然后将试样放入容器中。
10试验报告
10．1实验开始时间，试样类型，应力大小，暴露类型都要报告。
暴露类型比如完全浸没，暴露于蒸汽中或浸没与暴露于蒸汽中结合都要给与明确的说明。
依据不同的实验目的，出现裂纹的时间，裂纹扩展速率和出现裂纹穿透的时间都是很重要的。
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10．2 为了确定裂纹出现的时间和裂纹扩展速率，一定的时间须将试样从溶液中取出进行观察。
需要对裂纹的起始点进行微观检查。
所有的应力表面要用20倍放大镜进行
观察。
在试验最后要对暴露表面、抛光表面以及出现蚀刻的表面要用高倍放大镜进行金相检查确定开裂类型：晶内、晶间或两者皆有。
10．3断裂试样检查确定由加载应力导致的失效，由于均匀腐蚀或点蚀导致的表面积减小。
或者两种腐蚀类型都存在。
这种失效通常可以作为材料延展性的证明。
设计更大厚度试样的重复试验可以解除疑惑。
11 关键词
加速实验；装置；沸腾氯化镁；玻璃制品；镍基合金；不锈钢；应力腐蚀开裂。