應力腐蝕開裂試驗

應力腐蝕開裂是由拉應力和腐蝕環境共同作用所引起的開裂。應力腐蝕開裂對材料的影響通常在乾裂和材料的疲勞閾值之間變化。所需的拉應力可以是直接施加的應力或殘餘應力的形式。

冷變形和成型、焊接、熱處理、機械加工和研磨都會產生殘餘應力。這種壓力的大小和重要性常常被低估。焊接操作產生的殘餘應力往往接近屈服強度。腐蝕產物在密閉空間內的累積也會產生巨大的應力，不應忽視。應力腐蝕開裂常發生在某些合金-環境-應力組合。

通常，大部分錶面未受到攻擊，但存在穿透材料的細裂紋。在微觀結構中，這些裂紋可能具有晶間形態。從宏觀來看，應力腐蝕裂紋斷裂具有脆性外觀。應力腐蝕開裂被歸類為一種極其嚴重的腐蝕形式，因為這種細小的裂縫很難檢測到，而且損壞也很難預測。

本質上，應力腐蝕開裂是一種緩慢進行的開裂機制，會影響在腐蝕環境（水或氣態）中持續拉應力（施加或殘餘）下的金屬和其他材料。

應力腐蝕開裂的特徵是由於機械應力和環境暴露同時相互作用而導致亞臨界裂紋擴展。這些因素都不會獨立或交替地導致應力腐蝕開裂，但它們會導致其他類型的材料退化。

應力腐蝕開裂有多種形式，通常影響煉油、石化和其他重加工產業的壓力設備。這些包括但不限於：

• 胺應力腐蝕開裂
• 氨應力腐蝕開裂
• 碳酸鹽應力腐蝕裂紋
• 鹼性應力腐蝕開裂
• 氯化物應力腐蝕開裂
• 連多硫酸應力腐蝕開裂

這些不同形式的應力腐蝕開裂的損傷形態本質上非常相似，但它們往往在壓力設備、材料性能和化學、焊接工藝、焊縫幾何形狀、焊床和熱影響區硬度/顯微組織、原始熱量等面向發展。

因此，應力腐蝕開裂導致的設備故障持續影響眾多產業。

應力腐蝕裂紋測試旨在評估金屬材料在高溫下含有硫化氫的溶液中在拉伸強度和腐蝕的共同作用下對裂紋損傷的敏感性。此測試通常根據NACE TM0177標準進行，需要耐腐蝕容器、測量酸溶液溫度和壓力的裝置、電容器和其他配件。

美國腐蝕工程師協會（NACE）制定的《NACE TM0177-2016 金屬在 H2S 環境下抗硫應力開裂和應力腐蝕開裂的實驗室測試》標準中，需要拉應力才能在低 pH 條件下抵抗開裂失效描述了含有硫化氫(H2S) 的水環境中測試受試金屬的程序。遵循該標準，通常在室溫下測試碳鋼和低合金鋼的耐侵蝕腐蝕性能，而室溫下的應力腐蝕開裂敏感性通常很高。對於其他合金類型，侵蝕腐蝕敏感性與溫度的相關性更為複雜。

本標準描述了所使用的試劑、測試樣品和設備，闡述了基本材料和測試樣品的特性，並規定了應遵循的測試程序。本標準描述了四種測試方法：

• 方法A：標準拉伸試驗
• 方法B：標準斜梁測試
• 方法 C：標準 C 形環吹製
• 方法D：標準雙懸臂梁試驗

在為各行業企業提供的眾多測試、測量、分析和評估研究中，我們的組織也憑藉訓練有素的專家人員和先進的技術設備提供應力腐蝕裂紋測試服務。