HIC氫致開裂腐蝕測試
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HIC氫致開裂試驗又叫抗氫誘導裂紋試驗、抗氫脆試驗,氫致開裂(HIC)英文全稱是:Hydrogen induced cracking,簡稱HIC。與金屬原子相比,氫原子尺寸很小,容易從金屬原子間的間隙擴散至金屬基體內部,與基體發生物理化學作用,從而降低金屬基體的機械性能。
氫的來源可分為內氫和外氫兩種:
(1) 內氫是指材料在使用前內部就已經存在的氫,主要是冶煉(原材料中的水分)、酸洗(酸)、電鍍(陰極析氫)、焊接(焊接前未烘干)、熱處理(淬火等)等過程中;
(2) 外氫或環境氫是指材料在使用過程中吸收的氫。如在H2或H2S氣體或H2S水溶液中服役時,H2或H2S能分解出H進入構件或試樣。
在氫氣壓力的作用下,不同層面上的相鄰氫鼓泡裂紋相互連接,形成階梯狀特征的內部裂紋稱為氫致開裂,裂紋有時也可擴展到金屬表面。HIC的發生也無需外加應力,一般與鋼中高密度的大平面夾雜物或合金元素在鋼中偏析產生的不規則微觀組織有關。現在已廣泛運用氫致裂紋(HIC)來描述裂紋類型,并且被NACE國際組織采用。氫致開裂的機理:當鋼浸漬在含硫化氫的環境中,因腐蝕而產生的氫便滲入鋼中,原子狀氫擴散到達非金屬夾雜物等界面,在其缺陷部位轉變為分子氫,提高了空洞的內壓。
1)氫脆:各種情況下產生的氫原子直接滲透到鋼內部后,使鋼晶粒間原子結合力降低,造成鋼材的延伸性、端面收縮率降低,強度也發生變化。氫脆理論 :在裂紋尖端有與陽極反應相應的陰極反應發生。所生成的氫或加工氫進入鋼中引起氫致開裂。
2)氫腐蝕:氫與鋼中的碳化物發生反應產生甲烷,甲烷氣體不能從鋼中擴散出去,聚集在晶粒間形成局部高壓,造成應力集中,進而使鋼材產生微裂紋或鼓泡。
氫致開裂試驗標準
NACE TM 0284-2016: 管線鋼和壓力容器抗氫致開裂評定方法
GB/T 8650-2006: 管線鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評定方法 |
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