
应力腐蚀开裂是拉应力和腐蚀环境共同作用引起的开裂。应力腐蚀开裂对材料的影响通常在干开裂和材料的疲劳阈值之间变化。所需的拉应力可以是直接施加的应力或残余应力的形式。

冷变形和成型、焊接、热处理、机械加工和磨削都会产生残余应力。这种压力的大小和重要性常常被低估。焊接操作产生的残余应力往往接近屈服强度。腐蚀产物在密闭空间内的积累也会产生巨大的应力,不应被忽视。应力腐蚀开裂经常发生在某些合金-环境-应力组合中。
通常,大部分表面未受到攻击,但存在穿透材料的细裂纹。在微观结构中,这些裂纹可能具有晶间形态。从宏观上看,应力腐蚀裂纹断裂具有脆性外观。应力腐蚀开裂被归类为一种极其严重的腐蚀形式,因为这种细小的裂纹很难被发现,而且损坏也很难预测。
从本质上讲,应力腐蚀开裂是一种缓慢进行的开裂机制,会影响在腐蚀环境(水或气态)中持续拉应力(施加或残余)下的金属和其他材料。
应力腐蚀开裂的特点是由于机械应力和环境暴露同时相互作用而导致亚临界裂纹扩展。这些因素都不会独立或交替地导致应力腐蚀开裂,但它们会导致其他类型的材料退化。
应力腐蚀开裂有多种形式,通常影响炼油、石化和其他重加工行业的压力设备。这些包括但不限于:
这些不同形式的应力腐蚀开裂的损伤形态本质上非常相似,但它们往往在压力设备、材料性能和化学、焊接工艺、焊缝几何形状、焊床和热影响区硬度/微观结构、原始热量等方面发展。处理、外部环境条件取决于许多特定的制造和工艺操作变量,例如工艺流组成、pH 值、温度、操作应力水平以及接近局部应力集中。
因此,应力腐蚀开裂导致的设备故障继续影响着众多行业。
应力腐蚀裂纹测试旨在评价金属材料在高温下含有硫化氢的溶液中在拉伸强度和腐蚀的共同作用下对裂纹损伤的敏感性。该测试通常根据NACE TM0177标准进行,需要耐腐蚀容器、测量酸溶液温度和压力的装置、电容器和其他附件。
美国腐蚀工程师协会(NACE)制定的《NACE TM0177-2016 金属在 H2S 环境下抗硫应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室测试》标准中,需要拉应力才能在低 pH 条件下抵抗开裂失效描述了含有硫化氢 (H2S) 的水环境中测试受试金属的程序。遵循该标准,通常在室温下测试碳钢和低合金钢的耐侵蚀腐蚀性能,而室温下的应力腐蚀开裂敏感性通常很高。对于其他合金类型,侵蚀腐蚀敏感性与温度的相关性更为复杂。
本标准描述了所使用的试剂、测试样品和设备,阐述了基本材料和测试样品的特性,并规定了应遵循的测试程序。本标准描述了四种测试方法:
在为各行业企业提供的众多测试、测量、分析和评估研究中,我们的组织还凭借训练有素的专家人员和先进的技术设备提供应力腐蚀裂纹测试服务。
