NACE TM0316-2023石油和天然氣用材料的四點彎曲試驗的標準試驗方法

前言

四點彎曲試驗廣泛用于石油和天然氣工業，以評估金屬抗硫化物應力開裂和應力腐蝕開裂的能力。被測樣品的表面受到拉伸應力，相反的表面受到壓縮應力。

試驗在規定的暴露時間內進行，使用緊湊的加載夾具將樣品保持在恒定的位移下。夾具的緊湊特性使得能夠在測試容器中同時測試幾個樣品。盡管測試看起來很簡單，但有許多因素會影響測試結果。本標準的目的是建立一套可靠的測試方法，以提高測試數據的可重復性和再現性。然后，試驗結果可以更有把握地用于評定金屬的性能、環境的相對侵蝕性，并為評定金屬的服務應用提供依據。因此，該標準將對石油和天然氣行業的材料和腐蝕工程師以及提供關鍵數據的測試實驗室特別有益。

范圍本文件提供了使用四點彎曲試驗評估金屬(包括碳鋼、低合金鋼和耐腐蝕合金)抗應力腐蝕開裂(SCC)和硫化物應力開裂(SSC)的技術要求。試驗在規定的暴露時間內進行，使用緊湊的加載夾具將樣品保持在恒定位移下。理由該標準根據AMPP五年審查政策的要求進行了修訂。修訂主要集中在通過撓度和應變計方法加載試樣上。修訂版對如何將四點彎曲試樣加載到目標應力水平提供了更多的說明和規范。在AMPP標準中，術語“應當”和“必須”用于陳述要求，并被認為是強制性的。should一詞用于表示推薦的事情，但不認為是強制性的。“可以”這個詞用來表示可有可無的東西。第1節:概述本文件提供了使用四點彎曲試驗評估金屬(包括碳鋼、低合金鋼和耐腐蝕合金)抗應力腐蝕開裂(SCC)和硫化物應力開裂(SSC)的技術要求。本文件的重點是四點彎曲試驗的方法。ANSI/NACE MR0175/ISO2)151561服務應用和適用性的測試結果是服務購買者/最終用戶的責任。盡管本試驗方法旨在進行SCC或SSC試驗，但也可觀察到其他類型的開裂，如氫致開裂(HIC)、階梯裂紋(SWC)、應力導向氫致開裂(SOHIC)。本文件定義的默認參數是標準要求。

第2節:術語、定義和縮寫就本文件而言，下列術語、定義和縮寫適用。收到的母體材料樣品:從處于相關原始狀態(制造形式、使用后等)的材料樣品中提取的樣品。)

焊接試樣:取自焊件的試樣，其中測試面包含未經加工和/或研磨的焊縫根部或頂部?？v向:當指樣品時，沿樣品長度的方向，而不是指已制造產品的加工/幾何形狀。對于要測試的產品，它表示試樣的縱軸平行于軋制或鍛造過程中材料的最大延伸方向。機加工母體材料樣品:從原始制造形式的材料樣品中取出的完全機加工的棱柱形樣品。機加工焊件試樣:取自焊件的棱柱形試樣，其中測試面已經完全機加工或研磨，即測試面不是焊接樣品的原始表面。橫向:沿樣品寬度的方向，當指樣品時，垂直于樣品縱軸的方向，而不是指已制造產品的加工/幾何形狀。對于要測試的產品，它表示試樣的縱軸與軋制或鍛造過程中鋼的最大延伸方向成直角。

第3節:原理四點彎曲試驗是一種恒定位移試驗，通過支撐一個梁試樣并通過四個加載輥施加彎曲載荷，使試樣的試驗面處于拉伸狀態(并在內輥之間均勻受力)，反面處于壓縮狀態，中性面(零應力)接近中等厚度。在整個厚度范圍內，應力將有明顯的梯度，這在薄試樣中最為明顯，因此，個別裂紋可能開始，但隨后停止，或其增長率降低。因此，在試驗暴露期間，不一定會發生完全斷裂。重要的參數是滾筒間距、內外跨度比、試樣尺寸、寬厚比和滾筒直徑。由于根部或蓋面輪廓、表面粗糙度、微裂紋范圍和錯位程度的顯著變化，對焊接試樣的測試提出了特殊的要求。

第4節:加載夾具設計和試樣尺寸應使用類似于圖1所示的加載夾具對試樣施加恒定的偏移。4.1加載夾具的典型尺寸如下:4.2內輥之間的間距，H-2A:40-60mm；外輥之間的間距(即跨度)，H:90-130毫米；中跨(H/2):45-65mm；輥子直徑:5-10毫米。注1:尺寸通常選擇為A=H/4。注2:本文中的間距指的是從一個滾筒的中心到另一個滾筒的中心的距離。以上規定的夾具尺寸是指示性的。也可采用其他尺寸，前提是它們符合目的。4 . 2 . 1注:如果保持圖1中所示的夾具尺寸比，其他加載夾具設計也是可以接受的。

圖1:典型四點彎曲加載夾具示意圖

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