上海申弘阀门有限公司
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化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验要求是什么？ 化工阀门硫化氢环境抗环境断裂 化工阀门 化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验 化工阀门硫化氢的试验 化工阀门 阀门
之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍试验标准：VACE TM0177-2000《硫化氢工况下金属抗硫化应力裂纹及应力腐蚀裂的实验》。抗硫化氢应力腐蚀测试：调节阀的需求也不断增加，特别是耐腐蚀不锈钢阀门的应用越来越广泛。不锈钢分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相体不锈钢、马氏体不锈钢及沉淀硬化不锈钢等类型。其中沉淀硬化不锈钢具有较优良的机械性能和耐腐蚀性。目前，由于大型石化装置耐高温、耐高压和耐硫化氢腐蚀等参数的提高，阀门的使用寿命和可靠性是设计与制造的关键。阀杆是主承压件，在使用过程中起着承载扭矩和开启阀门的重要作用。630属于沉淀硬化不锈钢，因此设计过程中阀杆选用630代替316等材料，既保证耐蚀又提高其机械性能。本文对630材料在硫化氢下抗腐蚀开裂能力进行试验研究，以确定该材料能满足使用要求。
2 化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验试验材料及试验方法
2.1 试验材料
试验材料为ASTM-630，其主要化学成分见表1。材料的固溶化工艺为（1020~1060）1h，油冷。时效温度为480、550和620，时效时间4h，空冷。
表1ASTM-630材料主要化学成分 W%t
2.2 化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验试验方法
金属630材料抗硫化氢腐蚀开裂试验依据GB4157-2006进行。试验是在常温常压下，将承受拉伸应力的试样浸在经酸化并以硫化氢饱和的氯化钠水溶液中，为获得硫化氢腐蚀开裂数据，将外加应力加到屈服强度的70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%，测定试样的断裂时间，直到720h试样不发生断裂的zui大应力为止。
（1）化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验试样
试样工作段长25.4mm，直径Φ6.35±0.13mm。拉伸试验采用恒载荷设备WPM在液力测压计下能维持恒定压力的静重力试验机上进行。试验中必须保证试样与任何接触试验溶液的其他金属电绝缘。试样周围的密封是电绝缘和气密的，但要求在试样位移时，密封所产生的摩擦力小到可以忽略不计。将整套试验装置浸在试验溶液中，则试样与夹具以及其他金属部分必须电绝缘，并选用对硫化物应力腐蚀开裂不敏感的材料聚丙烯树脂做夹具。对开裂敏感的夹具必须用不传导和不渗透的涂层*覆盖。
（2）化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验试验装置
试验容器采用标准腐蚀试验箱。试验开始前排除容器中的氧气，在试验期间保证空气不进入容器，在硫化氢的流出线上装一个小型出口捕集器，并在试验容器内保持正压，以防止氧气通过小漏隙或从排气管线扩散进入容器。试验过程中，由于乙酸的消耗，pH值随时间而增大，为使pH值增大速度相对稳定，试验容器的体积应能保持每平方厘米试样面积有20~100ml溶液。容器和夹具材料应基本是惰性的。
试验用试剂硫化氢、氯化钠、冰乙酸和醋酸钠等均采用化学纯等级的化学药品，用蒸馏水配制。将50g氯化钠和5g冰乙酸溶解于945g水中，初始酸度值应为pH26~28，pH可能增加，但不超过pH4。试验溶液的温度应保持在24‡3℃。
（3）化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验试验步骤
首先将清洗的试样放进试验容器内，并接好必要的密封装置，用惰性气体净化容器。试验容器净化后，小心加载，不得超过既定的加载水平。然后立即将脱除空气的溶液注入试验容器，以100~300ml/min流速通入硫化氢10~15min，使溶液为硫化氢所饱和，并记录试验开始时间。在试验期间必须保持硫化氢继续流通，以每分钟几个气泡的速度通过试验容器和出口捕集器，这样既保持了硫化氢浓度又保持了一个微正压，从而防止空气通过漏隙进入试验容器。用电计时器和微动开关记录断裂时间。可将拉伸试样加载到屈服强度的一系列百分数增量。为了严格确定破坏和不破坏的应力，应追加试样进行试验。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀碳钢及低合金钢在湿度较大的硫化氢环境中易发生硫化物应力腐蚀SSC对石油、石化工业装备的安全运行构成很大的威胁。对低浓度硫化氢环境，可通过净化材质、大幅度降低、s、p含量，含量，改善材料组织结构等措施，对应力腐蚀起到有效抑制作用。承受拉伸应力的金属在含硫化氢的低PH水环境中抗开裂破坏的试验。碳钢和低合金钢抗EC（环境开裂）的试验是在SSC（硫化物应力开裂）zui敏感的室温条件下进行的。其它类型合金的EC敏感性与温度的关系更复杂。
抗硫化氢试验方式：有A,B,C,D，四点弯曲法.五种试验方法。
温度：25±3°C
受力：屈服强度80%或用户自定
化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验试验介质 ：
溶液A：氯化纳5%、冰乙酸0.5%、饱和硫化氢溶液
溶液B：氯化纳5%、冰乙酸0.23%、乙酸钠0.4%、饱和硫化氢溶液
评定：断裂及裂纹
以GB/T 4157 为执行标准。
检测结果：无裂痕，无断裂（*）
有裂痕，无断裂
断裂
试验类型：按照ISO r539-2标准采用四点弯曲试样。
试验溶液：NACE TM0177 A溶液。
试验加载应力：≥80 %AYS（实测屈服强度）。
试验温度：24℃±3℃。
试验频次：仅在制造工艺验证时。
试验持续时间：720 h。
化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验应力腐蚀的发生条件和特征：
(1)必须是拉应力；
(2)构成一定材料发生应力腐蚀的环境介质是特定的；
(3)应力腐蚀破裂速度远大于其他局部腐蚀速度，但比纯力学(机械)断裂速度小得多；
(4)应力腐蚀断裂，常在无明显预兆的情况下突然发生，故其危害性极大；
(5)裂纹形态有晶间型、穿晶型和混合型3种；
(6)断口形貌，宏观上属于脆性断裂，其微观上可观察到断面上仍有塑性流变痕迹。
硫化氢应力腐蚀SSC
《不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法》YB/T 5362-2006
《金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验》 GB/T 4157-2006
《金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验》
化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验
第1部分：试验方法总则GB/T 15970.1-1995
第2部分：弯梁试样的制备和应用 GB/T 15970.2-2000
第3部分：U型弯曲试样的制备和应用GB/T 15970.3-1995
第4部分：单轴加载拉伸试样的制备和应用》GB/T 15970.4-2000
第5部分：C型环试样的制备和应用GB/T 15970.5-1998
第6部分：恒载荷或恒位移下的预制裂纹试样的制备和应用 GB/T 15970.6-2007
第7部分：慢应变速率试验GB/T 15970.7-2000
第8部分：焊接试样的制备和应用GB/T 15970.8-2005
验收标准：试件的受拉伸面在低倍显微镜下放大10倍检查，试件受拉伸面无可见ssc
裂纹。硫化物应力开裂（SSC）。 SSC硫化物应力腐蚀试验是指承受拉伸应力的金属在含硫化氢的低PH水环境中抗开裂破坏的试验。碳钢和低合金钢抗EC（环境开裂）的试验是在SSC（硫化物应力开裂）zui敏感的室温条件下进行的。其它类型合金的EC敏感性与温度的关系更复杂。
SSC的化学源头是H2S气体。SSC的本质是含H2S的酸性环境。当一种易受影响材料的表面与酸性气体接触时，H2S分子发生化学反应，形成金属硫化物和氢原子。氢原子在拉伸应力zui高的裂纹端扩散到材料。晶格、晶格表面以及晶界上氢气的扩散和堆积降低了材料可塑性形变的能力，引起氢脆，使裂纹更容易扩展。所以SSC属于氢脆的特例。
化工阀门硫化氢环境抗环境断裂(ssc)的试验
金属材料在拉应力或残余应力和酸性环境腐蚀的联合作用下，易发生低应力且无任何预兆的突发性断裂，称作硫化物应力开裂（SSC），这是酸性环境（又称为湿硫化氢环境）中破坏性和危害性zui大的一种腐蚀。NACE TM 0177 A法——金属耐特殊形式环境断裂H2S的实验室试验标准拉伸试验，该方法可评价在单轴拉伸加载下的金属抗环境开裂能力。
该方法通过断裂时间来确定材料抗环境开裂的敏感性。通过应力环给试样加载所需应力，将试验浸泡在饱和硫化氢溶液中，以观察湿硫化氢环境中材料的开裂状况。试验持续时间720H，试验溶液温度在24±3℃范围内。试验后，放大10倍对试样工作段进行检查，工件段断裂或表面有裂纹视为不合格。
试验报告：试验报告中应注明试验前后溶液的PH值以及试样表面的氢鼓泡数量和肥寸。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
