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
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］。
克服硫化氢应力腐蚀开裂的几种方法
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)
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。
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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
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
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。
应力腐蚀及环境氢脆测试方法
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
抗硫管硫化物应力腐蚀开裂试验方法探讨
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
H2S介质中常用钢材焊接处腐蚀的研究
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
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４－ｔ８ ｔ ５ ０ 一 １］ （ ２ 图 １试样 的形状及尺寸
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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
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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。
应力开裂试验是用来评估金属材料在受到外部力作用下发生断裂的倾向。
而应力腐蚀开裂试验则是评估金属在受到应力和腐蚀性介质的共同作用下发生断裂的倾向。
下面我们将详细介绍金属在H2S环境中抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂的试验方法。
一、应力开裂试验方法
1. 试验样品的选择：通常选择代表性的金属试样，根据具体情况可以选择平行板试样、缺口试样或者悬臂梁试样等。
2. 施加力：在试验过程中，需要施加一定的拉伸或者弯曲力，使金属试样受到一定的应力。
3. 硫化氢气氛控制：将试验样品置于含有H2S气体的环境中，控制好硫化氢气氛的浓度和温度。
4. 持续观察：观察金属试样在应力作用下的断裂情况，并记录下时间和应力值等参数。
5. 结果分析：根据观察结果和实验数据，评估金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂性能。
3. 控制实验条件：控制好腐蚀介质的浓度、温度和气氛等参数，确保试验的可重复性和准确性。
金属在H2S环境中抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂的试验方法既有共性又有差异性，需要根据具体情况选择合适的试验方法并控制好实验条件，以评估金属在恶劣环境中的性能表现。
希望本
文介绍的试验方法能够为相关研究和工程实践提供帮助，进一步提高金属产品的可靠性和使用寿命。
第三篇示例：
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领域中一个重要的研究课题。
H2S环境下的腐蚀环境是极为恶劣的，金属材料容易受到硫化物的侵蚀，导致金属结构的损坏。
而应力开裂则是由于金属在受力作用下，结合环境的作用，发生了疲劳裂纹的扩展，最终导致材料的破裂。
本文将介绍金属在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。
一、抗硫化应力开裂试验方法
1. 试验标准：抗硫化应力开裂试验一般遵循ASTM G39标准。
2. 试验材料：选择常用的构件材料，如碳钢、不锈钢等。
3. 试验环境：在含H2S的模拟环境中进行试验，控制H2S浓度和温度。
4. 试验加载：施加不同程度的拉伸应力，观察金属试件的裂纹扩展情况。
5. 试验评定：根据试验结果，评定金属材料的抗硫化应力开裂性能。
2. 试验条件：模拟实际工作环境下的应力状态，如拉伸、弯曲等。
2. 试验环境：在同时作用应力和腐蚀介质的条件下进行试验。
通过以上试验方法，可以有效评估金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂性能，为工程设计和材料选择提供科学依据。
在实际工程中，需要结合具体情况选择适当的试验方法，并根据试验结果进行材料和工艺的改进，以提高金属结构的使用寿命和安全性。
【以上内容供参考】。
第四篇示例：
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是材料领域中一个重要的研究课题。
H2S是一种常见的硫化氢气体，在工业生产过程中往往会与金属材料接触，导致金属材料发生腐蚀和裂纹，从而影响设备的安全性和使用寿命。
如何评估金属材料在H2S 环境中的抗硫化性能成为材料工程研究中的一个重要问题。
抗硫化应力开裂试验是评价金属材料在硫化氢环境中抗裂纹形成的能力的常用方法。
该试验方法通常采用缓慢加载的方式，使金属材料在H2S环境中受到一定的应力作用，观察金属的裂纹形成和扩展情况。
在进行试验前，首先需要准备好试验样品和硫化氢气体，确保实验条件的准确性和可控性。
然后将试验样品放置于硫化氢环境中，施加一定的应力，观察样品是否会发生裂纹，并记录裂纹形成的时间和位置。