什么是硫化氫試驗(yàn)？

在石油天然氣、化工、污水處理、造紙、采礦等行業(yè)中，一種無(wú)色、有臭雞蛋氣味的氣體——硫化氫（H?S），始終是安全生產(chǎn)的重大威脅。它不僅劇毒、易燃易爆，更會(huì)對(duì)金屬設(shè)備造成嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕開裂（SSC） 和 硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（Sulfide Stress Cracking, SSC）。

為確保在含硫環(huán)境下的設(shè)備安全運(yùn)行，防止因材料失效導(dǎo)致泄漏、爆炸等災(zāi)難性事故，硫化氫試驗(yàn)（H?S Testing）成為高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)材料選型與質(zhì)量控制的強(qiáng)制性門檻。

本文將全面解析：什么是硫化氫試驗(yàn)？它測(cè)什么？為什么必須做？誰(shuí)需要做？

一、什么是硫化氫試驗(yàn)？

硫化氫試驗(yàn)，是指在實(shí)驗(yàn)室模擬含硫化氫（H?S）的酸性環(huán)境（通常為水溶液 + CO?/H?S 混合氣），對(duì)金屬材料（尤其是高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、焊縫等）進(jìn)行耐腐蝕性能評(píng)估的一系列測(cè)試方法的總稱。

其核心目的是：

驗(yàn)證材料在濕H?S環(huán)境下是否會(huì)發(fā)生脆性斷裂、裂紋擴(kuò)展、氫致開裂（HIC）或應(yīng)力腐蝕開裂（SCC），從而判斷其是否適用于油氣田、管道、壓力容器等含硫工況。

二、為什么要做硫化氫試驗(yàn)？

1. 硫化氫的“雙重殺傷力”

三、常見硫化氫試驗(yàn)類型

1. 拉伸試驗(yàn)（Method A, NACE TM0177）

• 原理：將試樣置于含H?S的飽和鹽水溶液中，施加恒定載荷（通常為材料屈服強(qiáng)度的75%~100%），持續(xù)加載至少72小時(shí)。

• 目的：觀察是否發(fā)生斷裂或裂紋。

• 適用：高強(qiáng)度螺栓、接頭、井下工具。

2. 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)（Method B）

• 試樣呈U型或C型，施加彎曲應(yīng)力后浸入H?S溶液。

• 適用于小尺寸零件或焊縫區(qū)域。

3. 四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)（Method C）

• 更均勻的應(yīng)力分布，常用于板材或管材試樣。

4. 氫致開裂（HIC）試驗(yàn)（NACE TM0284）

• 不施加外力，僅將試樣浸泡在H?S飽和溶液中96小時(shí)。

• 檢查是否出現(xiàn)：

• 階梯裂紋（Stepwise Cracking）

• 內(nèi)部裂紋（Internal Cracks）

• 鼓泡（Blistering）

• 適用：管線鋼、儲(chǔ)罐鋼板等大口徑結(jié)構(gòu)件。

四、合格判定標(biāo)準(zhǔn)

• SSC試驗(yàn)：試樣在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)裂紋、不斷裂，即為合格。

• HIC試驗(yàn)：通過(guò)超聲波或斷面金相分析，計(jì)算：

• 裂紋長(zhǎng)度比（CLR）

• 裂紋厚度比（CTR）

• 裂紋敏感率（CSR）

• 要求各項(xiàng)指標(biāo) ≤ 規(guī)定限值（如 CLR ≤ 1.5%）

五、哪些材料需要做硫化氫試驗(yàn)？