HIC氢致开裂试验方法的选择和应用

1、hic氢致开裂试验方法的选择和应用随着高硫高酸原油加工量的增加，硫化氢对设备的腐蚀也愈加 严重，已成为石化行业较为突岀的问题，特别是湿h2s应力腐蚀开 裂和氢致开裂,所引起的事故往往是突发的、灾难性的。因此，开展 h2s腐蚀的相关硏究对于确保石化设备的安全运转以及提高石化行业的生产效率具有重大的理论和实际意义。基本性能研究：输气管线环焊接头抗hic性能研究氢至攵裂纹(hydrogen induced cracking ,缩写为 hic),作 为一种缺陷存在于管线钢及焊缝中，其对输气管线使用性能的影响至 今尚无全面的认识。但大量的研究表明,hic对钢材的常规强度指标 影响不大，但对韧性指标影响较

2、大,会使钢材的脆性倾向增大。在四 川境内含硫化氢酸性输气管线中,已经发现因hic引起破裂的多起 事故,给国家带来了严重的经济损失。目前,我国对管线钢正在做比较系统的抗hic性能倾向研究，环焊缝在整条管线中占相当大的比 重，但我国对其焊接头抗hic性能的研究还基本上处于空白。近几 年正值我国天然气管道建设的高潮，为保证输气管线环焊缝质量的可 靠性，开展对输气管线环焊接头抗hic性能研究是非常必要的，研 究的成果直接用于工程实际，为输油输气管线的施工建设可提供技术 保障。二实验方法的选择与应用2.1裂纹的形成氢致开裂(hic)与sscc的驱动力不同，hic 不需要像sscc那样的外力，其生成裂纹的

3、驱动力是靠进入钢中的氢 产生的气压,当氢气压超过材料屈服强度时便产生变形开裂,裂纹间 相互扩展连接形成阶梯型开裂（swc）。一般情况，h2s腐蚀环境用的 管线钢和压力容器钢等产品均需做hic性能检测。2.2确定对ssc的敏感性表hj1中列出的是预测碳钢设备和管线对hic/sohic敏感性所需的数据。如果无法得知准确的工艺参数，则需请知识渊博的工艺工程师来获得最佳的估计。如果钢板中的硫含量不知道，则需请知识渊博的材料工程师来估计钢的质量。表h-11分析hic/s0hic-h2s所需的基础数据基础数据说明是百有水存在（是或否）确走设备和管线中是否存在游罔水。不仅在工作条件下还 应包括在开工、停工、

4、操作波动等等情况下。班中是否存在hqs确走水相中的h2s含量。如果不能容易地得到分析结果可 以用petrie&mooe方法（参考资料2 ）来估算。水的ph值确走zx的ph值。如臬不能容易地得到分析结具r则由一个经 验丰富的工乙工程师来估计。是百有氟化物存在（是或百）通过样品和（或）区域分析确走是否存在気化物。不仅要考 虑正篦操作条f牛f还要考虑开工、停工r波动的情况等。钢板中的硫含量确走制這设备的刚板的硫含量。这可从设备的mtr文件中得到。如果没有,可从asme或asme的u1钢材列表中亘 岀。钢制品的种类（板或管）晚主设备管銭是板材或是管材。大多数设备均是用钢板卷制 焊接而成的（如a

5、285、a515、a516等等）。但是某些小直 径设备是由管件制這的。大多数的小直径管是白钢管和管件 制适的（如a105、a234w ）但大多数的大直径管（大 于16 in的管）是由钢板卷制焊接而成的。是否进行过pwht （是或百）碓定是百设备/管钱的所有焊件均进行了焊后熱处理。如果没有水存在，则认为设备和管线对scc/sohic没有敏感性。如果有水存在，则用从表h-12中得出的有关水中的h2s含量 和它的ph值的基础数据再从表h-13中估计环境苛刻度（潜在的氢 溶解量）。如果有氧化物存在，在ph > 8.3和h2s浓度大于1000 ppm时scc的敏感性将增大。对于用钢板焊接或卷制而成

6、的设备和大直径管线，用从表h-12中确定的环境苛刻度和表h-11中列出的关于钢板中硫化物含量和焊后热处理的基础数据，从表h-13中确定hic/sohic的敏感 性。小直径的设备和管线通常被认为hic/sohic敏感性较低,除非 在它没有进行过焊后热处理并暴露在高苛刻度环境的情况外。此情况 下应认为它具有中等敏感性。图5是确定对hic/sohic敏感性的步 骤流程图。表h12环境苛刻程度水的ph值h?s浓度< 50ppm50-1000ppm1000- looooppm> looooppm< 50ppm<5.5低中高高低5.5-7.5低低低中低7.6-83低中中中低8.4-

7、8.9低中中3wa低>9.0低中奇低表h13 hic/sohic的敏感性碍劣度低破bs = 0.002-0.01%超低硫钢cs>0.01%s< 0.002焊接焊后瑟理焊接焊后瑟理焊接焊后融理髙中低高高二高 中 低高中低中 低中低无低低无a.典型地包括20世纪80年代的早期添加了钙的a516 ( hic )钢。b.典型地包括 a70、a201x a212x a285、a515 和 1990 年以前的大多数a516oc典型地包括20世纪90年代的后期a516 ( hic)钢。4测 '圉6确定hic/sohic的敏感性2.3实验样品和溶液样品长100mm ,宽20mm ,厚

8、度为管壁厚度。管线钢每个实验管管体和焊接接头上各取三个样品。压力容器钢母材试样按照nacetm0284-96,其焊接样参照管线钢焊接试样方法截。实验采用nacetm0284-96或gb8650-88标准。两标准都可以采用饱和h2s人工海水实验溶液，要求通入h2s前实验溶液ph值调至8.1-83 ,实验结束ph值为4.8-54时实验有效。nace标准还可采用标准a溶液，要求初始ph值为2.7±0.1 ,实验结束ph 值 <4.0。b.大“电迫忧0血轮绞7 hic实验标件形!2.4计算方法及评定hic性能采用分割法，通过金相显微镜测量每个断面裂纹的长 度和厚度，然后用裂纹敏感率(csr)、裂纹长度率(clr)、裂纹厚度率 (ctr)三个参数来表示。国内西气东输工程用x70管线钢评定采用iso383-3