HIC氫致開裂試驗詳解

HIC氫致開裂試驗又叫抗氫誘導(dǎo)裂紋試驗、抗氫脆試驗，氫致開裂（HIC）英文全稱是：Hydrogeninducedcracking，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(nèi)部，與基體發(fā)生物理化學(xué)作用，從而降低金屬基體的機械性能。氫致開裂的原理

氫致開裂的機理：當(dāng)鋼浸漬在含硫化氫的環(huán)境中，因腐蝕而產(chǎn)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(zhuǎn)變?yōu)榉肿託洌岣吡丝斩吹膬?nèi)壓。氫脆

各種情況下產(chǎn)生的氫原子直接滲透到鋼內(nèi)部后，使鋼晶粒間原子結(jié)合力降低，造成鋼材的延伸性、端面收縮率降低，強度也發(fā)生變化。氫脆理論：在裂紋尖端有與陽極反應(yīng)相應(yīng)的陰極反應(yīng)發(fā)生。所生成的氫或加工氫進入鋼中引起氫致開裂。氫腐蝕氫與鋼中的碳化物發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)力集中，進而使鋼材產(chǎn)生微裂紋或鼓泡。氫的來源可分為內(nèi)氫和外氫兩種：

（1）內(nèi)氫是指材料在使用前內(nèi)部就已經(jīng)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(huán)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(gòu)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(nèi)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(fā)生也無需外加應(yīng)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(chǎn)生的不規(guī)則微觀組織有關(guān)。現(xiàn)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。試驗方案及標(biāo)準(zhǔn)NACETM0284

管線鋼和壓力容器抗氫致開裂評定方法

GB/T8650管線鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評定方法試樣要求:

樣品尺寸：長100mm，寬20mm。

1）厚度＜30mm：平行取樣，同一產(chǎn)品取1組樣品，數(shù)量為3個；

2）30mm≤厚度＜88mm：階梯取樣，同一產(chǎn)品取1組樣品，數(shù)量為3個；

3）厚度≥88mm：階梯取樣，1樣品厚度＜30mm，按實際厚度取最大數(shù)量樣品數(shù)。

HIC試驗過程1、A溶液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈉及0.50%冰乙酸的蒸餾水溶液；2、HIC氫致開裂試驗過程為：（1）制備試樣；（2）放入試驗容器；（3）配制溶液；（4）測初始溶液的pH；（5）以100ml/min/L的速度通氮氣除氧兩個小時；（6）以200ml/min/L的速度通入H2S至少1小時至溶液飽和；（7）測飽和H2S溶液的pH