SSC試驗和HIC試驗對金屬材料的要求有哪些

SSC試驗和HIC試驗對金屬材料的要求哪些

SSC試驗：Sulfide Stress Corrosion Cracking，SSCC或SSC，全稱硫化物應力腐蝕試驗，是應力腐蝕（SCC）中的一個特殊類型，在有水和H2S存在的情況下，與腐蝕和拉應力有關的一種金屬開裂。

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。

據說研究表明，H2S濃度對應力腐蝕有明顯影響。濕H2S引起的開裂不僅包括硫化氫應力腐蝕(ssc測試)、氫誘導(HIC)和應力導向氫開裂(SOHIC)和氫泡沫(HB)，其破壞敏感性隨H2S濃度的增加而增加，達到飽和濕硫化氫的最大值。

對于低碳鋼來說，液體介質中的硫化氫濃度，當溶液中的H2S濃度從2PPM增加到150PPM時，腐蝕速度迅速增加，但只要小于50PPM，破壞時間長，H2S濃度增加1600PPM，腐蝕速度迅速下降。

當硫化氫高于1600ppm~2420ppm時，腐蝕速度基本保持不變，說明高濃度硫化氫腐蝕并不比低濃度硫化氫腐蝕嚴重；但對于低合金高強度鋼，即使硫化氫濃度很低，也會造成快速破壞。

因此，在濕化氫腐蝕環境中，選擇設備的壓力元件材料將非常重要，特別是當硫化氫含有水時，硫化氫分壓決定了腐蝕程度，而不是硫化氫的濃度。

目前，國內石化行業以0.00035Mpa（絕對）為控制值。當氣體介質中硫化氫分壓大于或等于該控制值時，應采取措施，從設計、制造或使用等方面選擇新材料，盡量避免和減少碳鋼設備的硫化氫腐蝕。

在材料化學成分方面，影響硫化氫腐蝕的主要化學元素是錳和硫。錳在設備焊接過程中產生馬氏體。貝氏體高強度、低韌性微金相組織，硬度極高，對設備抗SSCC非常不利，硫在鋼中形成MNS、FES非金屬夾雜物，導致局部微組織松散，在濕硫氫環境中誘發HIC或SOHIC。

因此，應高度重視濕硫化氫環境壓力容器鋼的錳、硫含量和非金屬混合水平，不得超過標準。為提高鋼的抗濕硫化氫性能，法國壓力容器標準CODAP-90附錄MA3提出以下建議：

(1)如果能達到≤0.001%，最好減少夾雜物，限制鋼中的硫含量，S≤0.002%。

(2)限制鋼中的氧含量，O≤0.002%。

(3)限制鋼中磷含量，P≤0.008%。

(4)限制鋼中鎳含量。

(5)在滿足鋼板機械性能的情況下，應盡量減少鋼的碳含量。當然，國內材料也在這方面努力工作。

16Mn對硫化物更敏感，因為它的Mn含量高達1.20~1.60%。在中國，濕硫化氫環境通常限制在50PPM以下，或盡量不使用。

12crmor、15crmor、1.25crmo等材料具有良好的耐氫腐蝕性和一定的耐硫性，但對濕硫化氫的腐蝕仍不理想。一般來說，奧氏體不銹鋼不耐濕硫化氫和氯離子的應力腐蝕。20Cr.Q235.20號鋼在濕硫化氫環境中的腐蝕速率比上述低合金鋼材料快。

涉及測試：

SSC測試      HIC測試   SOHC測試