SSC试验和HIC试验对金属材料的要求有哪些

SSC试验和HIC试验对金属材料的要求哪些

SSC试验：Sulfide Stress Corrosion Cracking，SSCC或SSC，全称硫化物应力腐蚀试验，是应力腐蚀（SCC）中的一个特殊类型，在有水和H2S存在的情况下，与腐蚀和拉应力有关的一种金属开裂。

HIC氢致开裂试验又叫抗氢诱导裂纹试验、抗氢脆试验，氢致开裂（HIC）英文全称是：Hydrogen induced cracking，简称HIC。与金属原子相比，氢原子尺寸很小，容易从金属原子间的间隙扩散至金属基体内部，与基体发生物理化学作用，从而降低金属基体的机械性能。

据说研究表明，H2S浓度对应力腐蚀有明显影响。湿H2S引起的开裂不仅包括硫化氢应力腐蚀(ssc测试)、氢诱导(HIC)和应力导向氢开裂(SOHIC)和氢泡沫(HB)，其破坏敏感性随H2S浓度的增加而增加，达到饱和湿硫化氢的最大值。

对于低碳钢来说，液体介质中的硫化氢浓度，当溶液中的H2S浓度从2PPM增加到150PPM时，腐蚀速度迅速增加，但只要小于50PPM，破坏时间长，H2S浓度增加1600PPM，腐蚀速度迅速下降。

当硫化氢高于1600ppm~2420ppm时，腐蚀速度基本保持不变，说明高浓度硫化氢腐蚀并不比低浓度硫化氢腐蚀严重；但对于低合金高强度钢，即使硫化氢浓度很低，也会造成快速破坏。

因此，在湿化氢腐蚀环境中，选择设备的压力元件材料将非常重要，特别是当硫化氢含有水时，硫化氢分压决定了腐蚀程度，而不是硫化氢的浓度。

目前，国内石化行业以0.00035Mpa（绝对）为控制值。当气体介质中硫化氢分压大于或等于该控制值时，应采取措施，从设计、制造或使用等方面选择新材料，尽量避免和减少碳钢设备的硫化氢腐蚀。

在材料化学成分方面，影响硫化氢腐蚀的主要化学元素是锰和硫。锰在设备焊接过程中产生马氏体。贝氏体高强度、低韧性微金相组织，硬度极高，对设备抗SSCC非常不利，硫在钢中形成MNS、FES非金属夹杂物，导致局部微组织松散，在湿硫氢环境中诱发HIC或SOHIC。

因此，应高度重视湿硫化氢环境压力容器钢的锰、硫含量和非金属混合水平，不得超过标准。为提高钢的抗湿硫化氢性能，法国压力容器标准CODAP-90附录MA3提出以下建议：

(1)如果能达到≤0.001%，最好减少夹杂物，限制钢中的硫含量，S≤0.002%。

(2)限制钢中的氧含量，O≤0.002%。

(3)限制钢中磷含量，P≤0.008%。

(4)限制钢中镍含量。

(5)在满足钢板机械性能的情况下，应尽量减少钢的碳含量。当然，国内材料也在这方面努力工作。

16Mn对硫化物更敏感，因为它的Mn含量高达1.20~1.60%。在中国，湿硫化氢环境通常限制在50PPM以下，或尽量不使用。

12crmor、15crmor、1.25crmo等材料具有良好的耐氢腐蚀性和一定的耐硫性，但对湿硫化氢的腐蚀仍不理想。一般来说，奥氏体不锈钢不耐湿硫化氢和氯离子的应力腐蚀。20Cr.Q235.20号钢在湿硫化氢环境中的腐蚀速率比上述低合金钢材料快。

涉及测试：

SSC测试      HIC测试   SOHC测试