NACE TM0177 – SSC應(yīng)力腐蝕酸性測(cè)試方法

NACE TM0177 – SSC應(yīng)力腐蝕酸性測(cè)試方法

NACE TM0177 – “金屬在 H2S 環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試”

1.1 簡(jiǎn)介 NACE TM0177 可能是被引用最多的酸性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之一，它是最初“NACE 解決方案”的來(lái)源，即現(xiàn)在的 NACE TM0177 解決方案 A。它涵蓋了四種 SSC/SCC 測(cè)試方法，即 A;拉伸，B;彎梁，C;C環(huán)和D;雙懸臂梁，它詳細(xì)介紹了環(huán)境和程序。它不給出驗(yàn)收水平或通過(guò)：失敗標(biāo)準(zhǔn)。它涵蓋了溶液化學(xué)、溶液體積：表面積比、測(cè)試持續(xù)時(shí)間、試樣幾何形狀和負(fù)載，以及四種不同方法的其他測(cè)試細(xì)節(jié)，見(jiàn)下文。

1.2 單軸拉伸試驗(yàn) 平滑單軸拉伸試驗(yàn)是 NACE TM0177 中的方法 A?？梢允┘幼灾亍Ⅱ?yàn)證環(huán)或液壓負(fù)載。樣本經(jīng)過(guò)全面機(jī)加工，并且由于收腰幾何形狀，無(wú)法對(duì)焊縫表面細(xì)節(jié)或近表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行采樣。 TM0177 中有標(biāo)準(zhǔn)和小尺寸幾何形狀(分別為 0.25 英寸(6.35 毫米)直徑、1 英寸(25.4 毫米)標(biāo)距和 0.15 英寸(3.81 毫米)直徑、0.6 英寸(15 毫米)標(biāo)距)。 該標(biāo)準(zhǔn)警告說(shuō)，與全尺寸試樣相比，小尺寸試樣可能會(huì)導(dǎo)致更短的失效時(shí)間，但并不表示閾值應(yīng)力會(huì)更低。肩部半徑指定為最小 15 毫米，但 EFC 17 中的 CRA 建議最小 20 毫米，以避免“在這些位置出現(xiàn)不必要的優(yōu)先開(kāi)裂”。必須通過(guò)“持續(xù)負(fù)載”或“恒定負(fù)載”設(shè)備加載，其中“持續(xù)負(fù)載”是指彈簧加載裝置，例如防爆環(huán)，“恒定負(fù)載”是指自重或液壓負(fù)載。該標(biāo)準(zhǔn)警告說(shuō)，持續(xù)載荷裝置中的輕微載荷松弛可能意味著試樣開(kāi)裂，但不會(huì)失效，因此規(guī)定了試驗(yàn)后對(duì)試樣進(jìn)行目視檢查。盡管該標(biāo)準(zhǔn)要求“小心施加載荷以避免超過(guò)所需值”，但沒(méi)有警告可能會(huì)影響結(jié)果的無(wú)意扭轉(zhuǎn)或彎曲(非軸向載荷)。為了產(chǎn)生閾值應(yīng)力，樣本在一系列負(fù)載下進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣本長(zhǎng)達(dá) 720 小時(shí)。

該標(biāo)準(zhǔn)警告說(shuō)，持續(xù)載荷裝置中的輕微載荷松弛可能意味著試樣開(kāi)裂，但不會(huì)失效，因此規(guī)定了試驗(yàn)后對(duì)試樣進(jìn)行目視檢查。盡管該標(biāo)準(zhǔn)要求“小心施加載荷以避免超過(guò)所需值”，但沒(méi)有警告可能會(huì)影響結(jié)果的無(wú)意扭轉(zhuǎn)或彎曲(非軸向載荷)。為了產(chǎn)生閾值應(yīng)力，樣本在一系列負(fù)載下進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣本長(zhǎng)達(dá) 720 小時(shí)。該標(biāo)準(zhǔn)警告說(shuō)，持續(xù)載荷裝置中的輕微載荷松弛可能意味著試樣開(kāi)裂，但不會(huì)失效，因此規(guī)定了試驗(yàn)后對(duì)試樣進(jìn)行目視檢查。 盡管該標(biāo)準(zhǔn)要求“小心施加載荷以避免超過(guò)所需值”，但沒(méi)有警告可能會(huì)影響結(jié)果的無(wú)意扭轉(zhuǎn)或彎曲(非軸向載荷)。為了產(chǎn)生閾值應(yīng)力，樣本在一系列負(fù)載下進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣本長(zhǎng)達(dá) 720 小時(shí)。 該測(cè)試可導(dǎo)致敏感材料中的 SOHIC(應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂)，并且在焊接樣品的彎曲測(cè)試中經(jīng)受住高達(dá)約 100% 屈服應(yīng)力的材料中記錄了約 50% 屈服應(yīng)力的閾值在 TWI(Pargeter 1986)。

1.3 彎梁測(cè)試 彎曲梁測(cè)試采用 NACE TM0177 方法 B。這些樣本非常小——寬 4.5 毫米，厚 1.5 毫米，有兩個(gè)直徑為 0.7 毫米的鉆孔，結(jié)果難以解釋。這種測(cè)試方法不常使用。

1.4 C 形環(huán)測(cè)試 C 形環(huán)測(cè)試是 NACE TM0177 方法 C，在 EFC 16 和 EFC 17 中也有指導(dǎo)。它實(shí)際上是一種彎曲測(cè)試，適用于相對(duì)較小的管狀材料，在環(huán)向產(chǎn)生應(yīng)力。如果環(huán)被壓縮，則會(huì)在外部產(chǎn)生拉應(yīng)力，但由于管道通常在內(nèi)部承載相關(guān)環(huán)境，因此更常見(jiàn)的是將環(huán)膨脹，如圖所示。

1.5 雙懸臂梁(DCB)試驗(yàn) 最長(zhǎng)的酸性服務(wù)固定位移斷裂力學(xué)試驗(yàn)是雙懸臂梁 (DCB) 試驗(yàn)，這也是 NACE TM0177 方法 D。試件幾何形狀如圖所示。通過(guò)銷(xiāo)孔通過(guò)自由旋轉(zhuǎn)的銷(xiāo)軸向施加載荷，并插入楔塊以保持位移。然后將樣本暴露在環(huán)境中 14 天，然后再次使用針孔將其卸載。負(fù)載：位移曲線(xiàn)的不連續(xù)性表示樣本上的剩余負(fù)載。這與在破開(kāi)的試樣上測(cè)得的裂紋尺寸一起，可以計(jì)算出測(cè)試結(jié)束時(shí)的 K。需要說(shuō)明的是，所有的固定位移斷裂力學(xué)試驗(yàn)都是止裂試驗(yàn)。隨著裂紋的增長(zhǎng)，載荷松弛，這勝過(guò)增加裂紋長(zhǎng)度的效果， 如果選擇了正確的初始負(fù)載，DCB 測(cè)試有可能在一次測(cè)試中給出答案，這比一系列固定負(fù)載測(cè)試定義閾值更具優(yōu)勢(shì)。然而，這只有在選擇了正確的負(fù)載時(shí)才有效——足夠高以使裂紋移動(dòng)，但又不會(huì)高到裂紋延伸得太遠(yuǎn)，從而導(dǎo)致測(cè)試無(wú)效。 與其他方法相比，使用 DCB 測(cè)試的測(cè)試持續(xù)時(shí)間也減少了，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)測(cè)試持續(xù)時(shí)間是 TM0177 中固定負(fù)載測(cè)試的一半。然而，這是一個(gè)輕微的問(wèn)題，因?yàn)槿绻芽p在 14 天時(shí)還沒(méi)有停止，那么結(jié)果將是不保守的。

1.6 四點(diǎn)彎曲測(cè)試 雖然“根據(jù) NACE TM0177”四點(diǎn)彎曲測(cè)試的公司規(guī)范并不少見(jiàn)，但該方法不在該標(biāo)準(zhǔn)中。EFC 16 和 17 以及 ISO 7539-2 中已經(jīng)給出了一段時(shí)間的指導(dǎo)，現(xiàn)在有一個(gè) NACE 標(biāo)準(zhǔn);TM0316。測(cè)試可以在完全機(jī)加工的樣本上進(jìn)行，也可以在完整的焊接細(xì)節(jié)上進(jìn)行。如果指定了這種類(lèi)型的測(cè)試，請(qǐng)檢查客戶(hù)真正想要的測(cè)試方法。

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應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)環(huán)——容大檢測(cè)

涉及測(cè)試：SSC應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)