[发明专利]一种采用HIC试验装置充氢研究扩散氢对钢板HIC影响的试验方法

说明书

本发明涉及一种采用HIC试验装置充氢研究扩散氢对钢板HIC影响的试验方法，该方法主要用于管线钢和压力容器用钢的HIC试验，所述方法包括以下步骤：①加工特制HIC试样；②清洗与储存试样；③浸泡试样；④除氧和H₂S导入；⑤PH值测定；⑥H₂S饱和状态下持续浸泡不同的时间；⑦取出清理试样；⑧扩散氢检测；⑨HIC试验与裂纹鼓包检测。采用NACE TM0284和GB/T 8650标准中HIC试验装置和方法对待充氢样品进行充氢，通过同组试样裂纹检测，可确定研究HIC样品过饱和氢含量，对于HIC钢板的扩散氢研究和应用具有较大的借鉴意义。

技术领域

本发明属于HIC(Hydrogen-Induced Cracking)技术领域，具体涉及一种采用HIC试验装置充氢研究扩散氢对钢板HIC影响的试验方法。

背景技术

自从20世纪40年代通过处理酸性产品的容器，人们认识到HIC和氢鼓泡有关。此后不久，管线钢HIC也作为一种潜在问题被广泛接受。

钢在湿的硫化氢环境下，吸氢产生的腐蚀影响取决于钢的性能、环境特征以及其他方面因素，对于管线钢和压力容器钢的一个不利影响是会产生沿轧制方向的裂纹，一个平面的裂纹倾向于连接临近层面的裂纹，从而产生沿厚度方向的阶梯状裂纹。这些裂纹减少有效壁厚直到管线钢或者压力容器超应力服役或破坏。有时裂纹伴随着表面氢鼓泡同时出现。钢板中扩散氢含量对HIC性能会造成负面影响，生产上往往按照经验设定钢种的扩散氢含量不能超过某一规定值，但这种按照经验控制扩散氢的方式存在不足之处，指标定的过严，生产上需要投入更多的成本控制氢含量；指标定的过松，钢中的扩散氢可能对钢板HIC造成影响，这就要求对HIC钢板开展系统的研究，以确定门槛值，生产上达到最佳的控制效果。

目前电化学充氢和HIC相关试验标准无法存在如下弊端：电化学充氢对样品尺寸要求严格，必须是棒状样品才能保证充氢均匀性，且样品制作繁琐，因此无法采用电化学充氢的方法开展扩散氢对HIC影响试验。现在广泛运用氢致裂纹(HIC)标准为NACE TM0284和GB/T 8650标准，仅能检测所提供金属现有氢含量下的HIC性能，不能检测和研究钢中不同氢含量下HIC性能；标准中针对裂纹的评价按照如图1和图2所示取样， HIC标准试样尺寸为：长度100±1mm，宽度20±1mm。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种采用HIC试验装置充氢研究扩散氢对钢板HIC影响的试验方法，充氢过程简单，通过同组试样裂纹检测，可确定研究HIC样品过饱和氢含量。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种采用HIC试验装置充氢研究扩散氢对钢板HIC影响的试验方法，该方法主要用于管线钢和压力容器用钢的HIC试验，所述方法包括以下步骤：①加工特制HIC试样；②清洗与储存试样；③浸泡试样；④除氧和H₂S导入；⑤PH值测定；⑥H₂S饱和状态下持续浸泡不同的时间；⑦取出清理试样；⑧扩散氢检测；⑨HIC试验与裂纹鼓包检测。

优选地，所述HIC试样的尺寸为100±1mm长，10±1mm宽的长方体试样，取样位置为钢板的壁厚中心位置。

优选地，所述HIC试样的每个面进行水磨，然后对所有试样表面用砂纸打磨抛光，对试样加工的最后两道工序应确保去除材料的最大量为0.05mm。

优选地，所述步骤②具体为试验前，用丙酮对试件除油，然后用乙醇溶液进行清洗；脱脂后，试样存放在干燥器中，存放时间不大于24小时，如果存放时间过长，在试验前，应重新进行脱脂处理；试验结束后，应对试样进行清洗，去除表面的铁锈及沉积物。

优选地，所述步骤③中试样放置在试验容器中,宽面直立，用有机玻璃制成的架子将试样与容器及其它试样隔开，试样的纵轴可垂直或水平，试验溶液体积与试样总表面积的最小比率为3mL/cm²，并保证试样完全浸没在溶液中。