抗硫化物應(yīng)力開裂（SSC）、氫致開裂（HIC）試驗(yàn)

NACE MR0175/ISO 15156 是針對石油、天然氣及相關(guān)工業(yè)中含硫化氫（H?S）環(huán)境下設(shè)備用材料的抗硫化物應(yīng)力開裂（SSC）、氫致開裂（HIC）等性能的國際標(biāo)準(zhǔn)，明確了材料選型、制造、測試及質(zhì)量控制要求。以下分核心要求、關(guān)鍵試驗(yàn)方法及檢測報(bào)告必含數(shù)據(jù)三部分說明。

一、標(biāo)準(zhǔn)核心適用范圍與總體要求

1. 適用環(huán)境界定

標(biāo)準(zhǔn)僅適用于含 H?S 的 aqueous（水基）環(huán)境，需同時(shí)滿足以下條件（環(huán)境參數(shù)需在報(bào)告中明確）：

• H?S 分壓（P???）：≥0.0003 MPa（約 2.95 ppmv，25℃、101.3 kPa 條件下）；

• 環(huán)境溫度：≤232℃（SSC 關(guān)鍵限值，超過此溫度需額外驗(yàn)證）；

• pH 值：無固定限值，但需在試驗(yàn)報(bào)告中記錄實(shí)際測試環(huán)境 pH（影響腐蝕與氫脆敏感性）。

2. 材料覆蓋范圍

適用于油氣開采、集輸、加工等環(huán)節(jié)的金屬材料，包括：

• 結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼、壓力容器鋼；

• 螺栓、螺母等緊固件；

• 閥門、泵體等承壓部件；

• 排除范圍：純奧氏體不銹鋼（除非經(jīng)特殊處理并驗(yàn)證）、鉛、鋅及鋅合金等。

3. 總體質(zhì)量要求

• 材料化學(xué)成分、力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等）需符合標(biāo)準(zhǔn)附錄 A/B 的限值；

• 制造工藝（如熱處理、焊接）需穩(wěn)定，且需在報(bào)告中說明（如回火溫度、保溫時(shí)間）；

• 最終產(chǎn)品需通過 SSC、HIC 等針對性試驗(yàn)驗(yàn)證。

二、關(guān)鍵試驗(yàn)方法及參數(shù)（SSC/HIC）

1. 硫化物應(yīng)力開裂試驗(yàn)（SSC）——720h

SSC 試驗(yàn)?zāi)M含 H?S 環(huán)境下材料在拉伸應(yīng)力作用下的開裂敏感性，核心依據(jù)NACE TM0177（標(biāo)準(zhǔn)指定方法），試驗(yàn)參數(shù)需與報(bào)告嚴(yán)格對應(yīng)。

2. 氫致開裂試驗(yàn)（HIC）——96h

HIC 試驗(yàn)評估材料在含 H?S 環(huán)境下因氫滲透導(dǎo)致的內(nèi)部開裂（無外部應(yīng)力），核心依據(jù)NACE TM0284，試驗(yàn)參數(shù)如下：

三、檢測報(bào)告必含數(shù)據(jù)與內(nèi)容框架

報(bào)告需滿足 “可追溯、可復(fù)現(xiàn)” 原則，除上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)外，還需包含以下核心模塊：

1. 基本信息模塊

• 委托方 / 檢測方名稱、報(bào)告編號、試驗(yàn)日期；

• 材料信息：牌號（如 API 5L X65）、爐號、批號、規(guī)格（直徑 / 厚度）、制造廠家；

• 試驗(yàn)依據(jù)：明確 “NACE MR0175/ISO 15156-XX”（XX 為具體部分，如 15156-1 為通用要求）。

2. 材料預(yù)處理數(shù)據(jù)

• 化學(xué)成分：C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo 等元素的實(shí)測值（需符合標(biāo)準(zhǔn)附錄 A 限值）；

• 力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度（R?）、屈服強(qiáng)度（R??.?）、伸長率（A）、硬度（如 HV10，需≤22HRC 或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值）；

• 熱處理工藝：淬火溫度、回火溫度、保溫時(shí)間、冷卻方式（如 “620℃回火 2h，空冷”）。

3. 試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)

• 環(huán)境控制記錄：SSC/HIC 試驗(yàn)的溫濕度、溶液 pH 值、通氣速率的實(shí)時(shí)監(jiān)測曲線（或每隔 12h 記錄一次數(shù)據(jù)）；

• 應(yīng)力加載記錄：SSC 試驗(yàn)的加載力 - 位移曲線、應(yīng)力保持穩(wěn)定性（如是否出現(xiàn)應(yīng)力松弛）；

• 試樣狀態(tài)記錄：試驗(yàn)前 / 后試樣的外觀照片（標(biāo)注編號、尺寸）。

4. 結(jié)果判定與結(jié)論

• 逐項(xiàng)比對：將 SSC 的 “開裂情況”、HIC 的 “CLR/CTR/CSR” 與標(biāo)準(zhǔn)限值對比；

• 綜合結(jié)論：明確材料是否符合 NACE MR0175/ISO 15156 要求（如 “該批 API 5L X65 鋼經(jīng) 720h SSC 試驗(yàn)無開裂、96h HIC 試驗(yàn) CLR=8%≤15%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求”）；

• 附加說明：如試驗(yàn)過程中的異常情況（如溶液泄漏、設(shè)備故障）及處理方式。

5. 溯源性文件

• 檢測設(shè)備校準(zhǔn)證書編號（如拉力試驗(yàn)機(jī)、pH 計(jì)、硬度計(jì)）；

• 試驗(yàn)人員資質(zhì)、審核 / 批準(zhǔn)人簽字；

• 原始記錄附件（如力學(xué)性能測試原始數(shù)據(jù)、微觀觀察原始照片）。

四、常見注意事項(xiàng)

1. 環(huán)境參數(shù)一致性：SSC/HIC 的溶液 pH 值、H?S 通氣速率直接影響試驗(yàn)嚴(yán)酷度，需在報(bào)告中精確記錄，避免 “約”“大概” 等模糊表述；

2. 硬度控制：材料硬度是 SSC 敏感性的關(guān)鍵指標(biāo)，報(bào)告中需注明硬度測試位置（如 “距焊縫中心 2mm 處”）及實(shí)測值；

3. 批次代表性：試樣需從同一批次材料中隨機(jī)抽取，報(bào)告中需明確試樣與成品的對應(yīng)關(guān)系（如 “試樣取自成品管段編號 XXX”）。