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化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗要求是什么？ 化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂 化工閥門 化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗 化工閥門硫化氫的試驗 化工閥門 閥門
之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹試驗標準：VACE TM0177-2000《硫化氫工況下金屬抗硫化應(yīng)力裂紋及應(yīng)力腐蝕裂的實驗》。抗硫化氫應(yīng)力腐蝕測試：調(diào)節(jié)閥的需求也不斷增加，特別是耐腐蝕不銹鋼閥門的應(yīng)用越來越廣泛。不銹鋼分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相體不銹鋼、馬氏體不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等類型。其中沉淀硬化不銹鋼具有較優(yōu)良的機械性能和耐腐蝕性。目前，由于大型石化裝置耐高溫、耐高壓和耐硫化氫腐蝕等參數(shù)的提高，閥門的使用壽命和可靠性是設(shè)計與制造的關(guān)鍵。閥桿是主承壓件，在使用過程中起著承載扭矩和開啟閥門的重要作用。630屬于沉淀硬化不銹鋼，因此設(shè)計過程中閥桿選用630代替316等材料，既保證耐蝕又提高其機械性能。本文對630材料在硫化氫下抗腐蝕開裂能力進行試驗研究，以確定該材料能滿足使用要求。
2 化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗試驗材料及試驗方法
2.1 試驗材料
試驗材料為ASTM-630，其主要化學(xué)成分見表1。材料的固溶化工藝為（1020~1060）1h，油冷。時效溫度為480、550和620，時效時間4h，空冷。
表1ASTM-630材料主要化學(xué)成分 W%t
2.2 化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗試驗方法
金屬630材料抗硫化氫腐蝕開裂試驗依據(jù)GB4157-2006進行。試驗是在常溫常壓下，將承受拉伸應(yīng)力的試樣浸在經(jīng)酸化并以硫化氫飽和的氯化鈉水溶液中，為獲得硫化氫腐蝕開裂數(shù)據(jù)，將外加應(yīng)力加到屈服強度的70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%，測定試樣的斷裂時間，直到720h試樣不發(fā)生斷裂的zui大應(yīng)力為止。
（1）化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗試樣
試樣工作段長25.4mm，直徑Φ6.35±0.13mm。拉伸試驗采用恒載荷設(shè)備WPM在液力測壓計下能維持恒定壓力的靜重力試驗機上進行。試驗中必須保證試樣與任何接觸試驗溶液的其他金屬電絕緣。試樣周圍的密封是電絕緣和氣密的，但要求在試樣位移時，密封所產(chǎn)生的摩擦力小到可以忽略不計。將整套試驗裝置浸在試驗溶液中，則試樣與夾具以及其他金屬部分必須電絕緣，并選用對硫化物應(yīng)力腐蝕開裂不敏感的材料聚丙烯樹脂做夾具。對開裂敏感的夾具必須用不傳導(dǎo)和不滲透的涂層*覆蓋。
（2）化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗試驗裝置
試驗容器采用標準腐蝕試驗箱。試驗開始前排除容器中的氧氣，在試驗期間保證空氣不進入容器，在硫化氫的流出線上裝一個小型出口捕集器，并在試驗容器內(nèi)保持正壓，以防止氧氣通過小漏隙或從排氣管線擴散進入容器。試驗過程中，由于乙酸的消耗，pH值隨時間而增大，為使pH值增大速度相對穩(wěn)定，試驗容器的體積應(yīng)能保持每平方厘米試樣面積有20~100ml溶液。容器和夾具材料應(yīng)基本是惰性的。
試驗用試劑硫化氫、氯化鈉、冰乙酸和醋酸鈉等均采用化學(xué)純等級的化學(xué)藥品，用蒸餾水配制。將50g氯化鈉和5g冰乙酸溶解于945g水中，初始酸度值應(yīng)為pH26~28，pH可能增加，但不超過pH4。試驗溶液的溫度應(yīng)保持在24‡3℃。
（3）化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗試驗步驟
首先將清洗的試樣放進試驗容器內(nèi)，并接好必要的密封裝置，用惰性氣體凈化容器。試驗容器凈化后，小心加載，不得超過既定的加載水平。然后立即將脫除空氣的溶液注入試驗容器，以100~300ml/min流速通入硫化氫10~15min，使溶液為硫化氫所飽和，并記錄試驗開始時間。在試驗期間必須保持硫化氫繼續(xù)流通，以每分鐘幾個氣泡的速度通過試驗容器和出口捕集器，這樣既保持了硫化氫濃度又保持了一個微正壓，從而防止空氣通過漏隙進入試驗容器。用電計時器和微動開關(guān)記錄斷裂時間。可將拉伸試樣加載到屈服強度的一系列百分數(shù)增量。為了嚴格確定破壞和不破壞的應(yīng)力，應(yīng)追加試樣進行試驗。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥碳鋼及低合金鋼在濕度較大的硫化氫環(huán)境中易發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕SSC對石油、石化工業(yè)裝備的安全運行構(gòu)成很大的威脅。對低濃度硫化氫環(huán)境，可通過凈化材質(zhì)、大幅度降低、s、p含量，含量，改善材料組織結(jié)構(gòu)等措施，對應(yīng)力腐蝕起到有效抑制作用。承受拉伸應(yīng)力的金屬在含硫化氫的低PH水環(huán)境中抗開裂破壞的試驗。碳鋼和低合金鋼抗EC（環(huán)境開裂）的試驗是在SSC（硫化物應(yīng)力開裂）zui敏感的室溫條件下進行的。其它類型合金的EC敏感性與溫度的關(guān)系更復(fù)雜。
抗硫化氫試驗方式：有A,B,C,D，四點彎曲法.五種試驗方法。
溫度：25±3°C
受力：屈服強度80%或用戶自定
化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗試驗介質(zhì) ：
溶液A：氯化納5%、冰乙酸0.5%、飽和硫化氫溶液
溶液B：氯化納5%、冰乙酸0.23%、乙酸鈉0.4%、飽和硫化氫溶液
評定：斷裂及裂紋
以GB/T 4157 為執(zhí)行標準。
檢測結(jié)果：無裂痕，無斷裂（*）
有裂痕，無斷裂
斷裂
試驗類型：按照ISO r539-2標準采用四點彎曲試樣。
試驗溶液：NACE TM0177 A溶液。
試驗加載應(yīng)力：≥80 %AYS（實測屈服強度）。
試驗溫度：24℃±3℃。
試驗頻次：僅在制造工藝驗證時。
試驗持續(xù)時間：720 h。
化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗應(yīng)力腐蝕的發(fā)生條件和特征：
(1)必須是拉應(yīng)力；
(2)構(gòu)成一定材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境介質(zhì)是特定的；
(3)應(yīng)力腐蝕破裂速度遠大于其他局部腐蝕速度，但比純力學(xué)(機械)斷裂速度小得多；
(4)應(yīng)力腐蝕斷裂，常在無明顯預(yù)兆的情況下突然發(fā)生，故其危害性極大；
(5)裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型3種；
(6)斷口形貌，宏觀上屬于脆性斷裂，其微觀上可觀察到斷面上仍有塑性流變痕跡。
硫化氫應(yīng)力腐蝕SSC
《不銹鋼在沸騰氯化鎂溶液中應(yīng)力腐蝕試驗方法》YB/T 5362-2006
《金屬在硫化氫環(huán)境中抗特殊形式環(huán)境開裂實驗室試驗》 GB/T 4157-2006
《金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗》
化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗
第1部分：試驗方法總則GB/T 15970.1-1995
第2部分：彎梁試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.2-2000
第3部分：U型彎曲試樣的制備和應(yīng)用GB/T 15970.3-1995
第4部分：單軸加載拉伸試樣的制備和應(yīng)用》GB/T 15970.4-2000
第5部分：C型環(huán)試樣的制備和應(yīng)用GB/T 15970.5-1998
第6部分：恒載荷或恒位移下的預(yù)制裂紋試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.6-2007
第7部分：慢應(yīng)變速率試驗GB/T 15970.7-2000
第8部分：焊接試樣的制備和應(yīng)用GB/T 15970.8-2005
驗收標準：試件的受拉伸面在低倍顯微鏡下放大10倍檢查，試件受拉伸面無可見ssc
裂紋。硫化物應(yīng)力開裂（SSC）。 SSC硫化物應(yīng)力腐蝕試驗是指承受拉伸應(yīng)力的金屬在含硫化氫的低PH水環(huán)境中抗開裂破壞的試驗。碳鋼和低合金鋼抗EC（環(huán)境開裂）的試驗是在SSC（硫化物應(yīng)力開裂）zui敏感的室溫條件下進行的。其它類型合金的EC敏感性與溫度的關(guān)系更復(fù)雜。
SSC的化學(xué)源頭是H2S氣體。SSC的本質(zhì)是含H2S的酸性環(huán)境。當一種易受影響材料的表面與酸性氣體接觸時，H2S分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成金屬硫化物和氫原子。氫原子在拉伸應(yīng)力zui高的裂紋端擴散到材料。晶格、晶格表面以及晶界上氫氣的擴散和堆積降低了材料可塑性形變的能力，引起氫脆，使裂紋更容易擴展。所以SSC屬于氫脆的特例。
化工閥門硫化氫環(huán)境抗環(huán)境斷裂(ssc)的試驗
金屬材料在拉應(yīng)力或殘余應(yīng)力和酸性環(huán)境腐蝕的聯(lián)合作用下，易發(fā)生低應(yīng)力且無任何預(yù)兆的突發(fā)性斷裂，稱作硫化物應(yīng)力開裂（SSC），這是酸性環(huán)境（又稱為濕硫化氫環(huán)境）中破壞性和危害性zui大的一種腐蝕。NACE TM 0177 A法——金屬耐特殊形式環(huán)境斷裂H2S的實驗室試驗標準拉伸試驗，該方法可評價在單軸拉伸加載下的金屬抗環(huán)境開裂能力。
該方法通過斷裂時間來確定材料抗環(huán)境開裂的敏感性。通過應(yīng)力環(huán)給試樣加載所需應(yīng)力，將試驗浸泡在飽和硫化氫溶液中，以觀察濕硫化氫環(huán)境中材料的開裂狀況。試驗持續(xù)時間720H，試驗溶液溫度在24±3℃范圍內(nèi)。試驗后，放大10倍對試樣工作段進行檢查，工件段斷裂或表面有裂紋視為不合格。
試驗報告：試驗報告中應(yīng)注明試驗前后溶液的PH值以及試樣表面的氫鼓泡數(shù)量和肥寸。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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