[發明專利]一種采用HIC試驗裝置充氫研究擴散氫對鋼板HIC影響的試驗方法

在審

• 申請號: 202210664715.1
• 申請日: 2022-06-13
• 公開（公告）號: CN115343206A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 劉振偉;鮑雪君;張明;孫憲進;王曉;夏之穹;曹鋒;許海龍;楊烽;郎永勝;譚龍君;徐承偉;夏文杰;胡海波
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發明涉及一種采用HIC試驗裝置充氫研究擴散氫對鋼板HIC影響的試驗方法，該方法主要用于管線鋼和壓力容器用鋼的HIC試驗，所述方法包括以下步驟：①加工特制HIC試樣；②清洗與儲存試樣；③浸泡試樣；④除氧和H₂S導入；⑤PH值測定；⑥H₂S飽和狀態下持續浸泡不同的時間；⑦取出清理試樣；⑧擴散氫檢測；⑨HIC試驗與裂紋鼓包檢測。采用NACE TM0284和GB/T 8650標準中HIC試驗裝置和方法對待充氫樣品進行充氫，通過同組試樣裂紋檢測，可確定研究HIC樣品過飽和氫含量，對于HIC鋼板的擴散氫研究和應用具有較大的借鑒意義。

技術領域

本發明屬于HIC(Hydrogen-Induced Cracking)技術領域，具體涉及一種采用HIC試驗裝置充氫研究擴散氫對鋼板HIC影響的試驗方法。

背景技術

自從20世紀40年代通過處理酸性產品的容器，人們認識到HIC和氫鼓泡有關。此后不久，管線鋼HIC也作為一種潛在問題被廣泛接受。

鋼在濕的硫化氫環境下，吸氫產生的腐蝕影響取決于鋼的性能、環境特征以及其他方面因素，對于管線鋼和壓力容器鋼的一個不利影響是會產生沿軋制方向的裂紋，一個平面的裂紋傾向于連接臨近層面的裂紋，從而產生沿厚度方向的階梯狀裂紋。這些裂紋減少有效壁厚直到管線鋼或者壓力容器超應力服役或破壞。有時裂紋伴隨著表面氫鼓泡同時出現。鋼板中擴散氫含量對HIC性能會造成負面影響，生產上往往按照經驗設定鋼種的擴散氫含量不能超過某一規定值，但這種按照經驗控制擴散氫的方式存在不足之處，指標定的過嚴，生產上需要投入更多的成本控制氫含量；指標定的過松，鋼中的擴散氫可能對鋼板HIC造成影響，這就要求對HIC鋼板開展系統的研究，以確定門檻值，生產上達到最佳的控制效果。

目前電化學充氫和HIC相關試驗標準無法存在如下弊端：電化學充氫對樣品尺寸要求嚴格，必須是棒狀樣品才能保證充氫均勻性，且樣品制作繁瑣，因此無法采用電化學充氫的方法開展擴散氫對HIC影響試驗。現在廣泛運用氫致裂紋(HIC)標準為NACE TM0284和GB/T 8650標準，僅能檢測所提供金屬現有氫含量下的HIC性能，不能檢測和研究鋼中不同氫含量下HIC性能；標準中針對裂紋的評價按照如圖1和圖2所示取樣， HIC標準試樣尺寸為：長度100±1mm，寬度20±1mm。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種采用HIC試驗裝置充氫研究擴散氫對鋼板HIC影響的試驗方法，充氫過程簡單，通過同組試樣裂紋檢測，可確定研究HIC樣品過飽和氫含量。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種采用HIC試驗裝置充氫研究擴散氫對鋼板HIC影響的試驗方法，該方法主要用于管線鋼和壓力容器用鋼的HIC試驗，所述方法包括以下步驟：①加工特制HIC試樣；②清洗與儲存試樣；③浸泡試樣；④除氧和H₂S導入；⑤PH值測定；⑥H₂S飽和狀態下持續浸泡不同的時間；⑦取出清理試樣；⑧擴散氫檢測；⑨HIC試驗與裂紋鼓包檢測。

優選地，所述HIC試樣的尺寸為100±1mm長，10±1mm寬的長方體試樣，取樣位置為鋼板的壁厚中心位置。

優選地，所述HIC試樣的每個面進行水磨，然后對所有試樣表面用砂紙打磨拋光，對試樣加工的最后兩道工序應確保去除材料的最大量為0.05mm。

優選地，所述步驟②具體為試驗前，用丙酮對試件除油，然后用乙醇溶液進行清洗；脫脂后，試樣存放在干燥器中，存放時間不大于24小時，如果存放時間過長，在試驗前，應重新進行脫脂處理；試驗結束后，應對試樣進行清洗，去除表面的鐵銹及沉積物。

優選地，所述步驟③中試樣放置在試驗容器中,寬面直立，用有機玻璃制成的架子將試樣與容器及其它試樣隔開，試樣的縱軸可垂直或水平，試驗溶液體積與試樣總表面積的最小比率為3mL/cm²，并保證試樣完全浸沒在溶液中。