HIC氢致开裂试验详解.docx

    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。
氢致开裂的原理
     氢致开裂的机理：当钢浸渍在含硫化氢的环境中，因腐蚀而产生的氢便渗入钢中，原子状氢扩散到达非金属夹杂物等界面，在其缺陷部位转变为分子氢，提高了空洞的内压。
（1） 氢脆
     各种情况下产生的氢原子直接渗透到钢内部后，使钢晶粒间原子结合力降低，造成钢材的延伸性、端面收缩率降低，强度也发生变化。氢脆理论 ：在裂纹尖端有与阳极反应相应的阴极反应发生。所生成的氢或加工氢进入钢中引起氢致开裂。
（2） 氢腐蚀
氢与钢中的碳化物发生反应产生甲烷，甲烷气体不能从钢中扩散出去，聚集在晶粒间形成局部高压，造成应力集中，进而使钢材产生微裂纹或鼓泡。氢的来源可分为内氢和外氢两种： 
（1）内氢是指材料在使用前内部就已经存在的氢，主要是冶炼（原材料中的水分）、酸洗（酸）、电镀（阴极析氢）、焊接（焊接前未烘干）、热处理（淬火等）等过程中；
 （2） 外氢或环境氢是指材料在使用过程中吸收的氢。如在H2或H2S气体或H2S水溶液中服役时，H2或H2S能分解出H进入构件或试样。
   在氢气压力的作用下，不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接，形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂，裂纹有时也可扩展到金属表面。HIC的发生也无需外加应力，一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织有关。现在已广泛运用氢致裂纹(HIC)来描述裂纹类型，并且被NACE国际组织采用。
试验方案及标准
NACE TM0284 管线钢和压力容器抗氢致开裂评定方法   
GB/T 8650 管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

试样要求:  样品尺寸：长100mm，宽20mm。 
 1）厚度＜30mm：平行取样，同一产品取1组样品，数量为3个； 
2）30mm≤厚度＜88mm：阶梯取样，同一产品取1组样品，数量为3个；
 3）厚度≥88mm：阶梯取样，1样品厚度＜30mm，按实际厚度取最大数量样品数。

HIC试验过程
1、A 溶液是质量分数为 5%氯化钠及 0.50%冰乙酸的蒸馏水溶液；
2、HIC氢致开裂试验过程为：
（1）制备试样；
（2）放入试验容器；
（3）配制溶液；
（4）测初始溶液的 pH；
（5）以 100ml/min/L 的速度通氮气除氧两个小时；
（6）以 200ml/min/L 的速度通入H2S至少 1 小时至溶液饱和；
（7）测饱和 H 2 S 溶液的 pH 值和H2S的含量；
（8）维持 H 2 S 正压至测试结束；
（9）测试验终止时溶液的 pH 值；
（10）测试结果检验。