NACE TM0316-2023石油和天然气用材料的四点弯曲试验的标准试验方法

前言

四点弯曲试验广泛用于石油和天然气工业，以评估金属抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的能力。被测样品的表面受到拉伸应力，相反的表面受到压缩应力。

试验在规定的暴露时间内进行，使用紧凑的加载夹具将样品保持在恒定的位移下。夹具的紧凑特性使得能够在测试容器中同时测试几个样品。尽管测试看起来很简单，但有许多因素会影响测试结果。本标准的目的是建立一套可靠的测试方法，以提高测试数据的可重复性和再现性。然后，试验结果可以更有把握地用于评定金属的性能、环境的相对侵蚀性，并为评定金属的服务应用提供依据。因此，该标准将对石油和天然气行业的材料和腐蚀工程师以及提供关键数据的测试实验室特别有益。

范围本文件提供了使用四点弯曲试验评估金属(包括碳钢、低合金钢和耐腐蚀合金)抗应力腐蚀开裂(SCC)和硫化物应力开裂(SSC)的技术要求。试验在规定的暴露时间内进行，使用紧凑的加载夹具将样品保持在恒定位移下。理由该标准根据AMPP五年审查政策的要求进行了修订。修订主要集中在通过挠度和应变计方法加载试样上。修订版对如何将四点弯曲试样加载到目标应力水平提供了更多的说明和规范。在AMPP标准中，术语“应当”和“必须”用于陈述要求，并被认为是强制性的。should一词用于表示推荐的事情，但不认为是强制性的。“可以”这个词用来表示可有可无的东西。第1节:概述本文件提供了使用四点弯曲试验评估金属(包括碳钢、低合金钢和耐腐蚀合金)抗应力腐蚀开裂(SCC)和硫化物应力开裂(SSC)的技术要求。本文件的重点是四点弯曲试验的方法。ANSI/NACE MR0175/ISO2)151561服务应用和适用性的测试结果是服务购买者/最终用户的责任。尽管本试验方法旨在进行SCC或SSC试验，但也可观察到其他类型的开裂，如氢致开裂(HIC)、阶梯裂纹(SWC)、应力导向氢致开裂(SOHIC)。本文件定义的默认参数是标准要求。

第2节:术语、定义和缩写就本文件而言，下列术语、定义和缩写适用。收到的母体材料样品:从处于相关原始状态(制造形式、使用后等)的材料样品中提取的样品。)

焊接试样:取自焊件的试样，其中测试面包含未经加工和/或研磨的焊缝根部或顶部。纵向:当指样品时，沿样品长度的方向，而不是指已制造产品的加工/几何形状。对于要测试的产品，它表示试样的纵轴平行于轧制或锻造过程中材料的最大延伸方向。机加工母体材料样品:从原始制造形式的材料样品中取出的完全机加工的棱柱形样品。机加工焊件试样:取自焊件的棱柱形试样，其中测试面已经完全机加工或研磨，即测试面不是焊接样品的原始表面。横向:沿样品宽度的方向，当指样品时，垂直于样品纵轴的方向，而不是指已制造产品的加工/几何形状。对于要测试的产品，它表示试样的纵轴与轧制或锻造过程中钢的最大延伸方向成直角。

第3节:原理四点弯曲试验是一种恒定位移试验，通过支撑一个梁试样并通过四个加载辊施加弯曲载荷，使试样的试验面处于拉伸状态(并在内辊之间均匀受力)，反面处于压缩状态，中性面(零应力)接近中等厚度。在整个厚度范围内，应力将有明显的梯度，这在薄试样中最为明显，因此，个别裂纹可能开始，但随后停止，或其增长率降低。因此，在试验暴露期间，不一定会发生完全断裂。重要的参数是滚筒间距、内外跨度比、试样尺寸、宽厚比和滚筒直径。由于根部或盖面轮廓、表面粗糙度、微裂纹范围和错位程度的显著变化，对焊接试样的测试提出了特殊的要求。

第4节:加载夹具设计和试样尺寸应使用类似于图1所示的加载夹具对试样施加恒定的偏移。4.1加载夹具的典型尺寸如下:4.2内辊之间的间距，H-2A:40-60mm；外辊之间的间距(即跨度)，H:90-130毫米；中跨(H/2):45-65mm；辊子直径:5-10毫米。注1:尺寸通常选择为A=H/4。注2:本文中的间距指的是从一个滚筒的中心到另一个滚筒的中心的距离。以上规定的夹具尺寸是指示性的。也可采用其他尺寸，前提是它们符合目的。4 . 2 . 1注:如果保持图1中所示的夹具尺寸比，其他加载夹具设计也是可以接受的。

图1:典型四点弯曲加载夹具示意图

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