Guidelinesfortestingtheresistanceofm國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會I本文件等同采用ISO7539-11:2013《金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗第11部分：金屬和合金Ⅱ 1金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗第11部分：金屬和合金氫脆ISO7539-7金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗第7部分：慢應變速率試驗(CorrosionofISO17081氫滲透的測量方法和用電化學法測定金屬中的氫吸收和遷移(Methodofmeasurementofhydrogenpermeationanddeterminationofhydrogenuptakeandtra2及其在位錯處的俘獲意味著位錯可以輸送氫(盡管受到微觀結構邊界的限制),并且可能在敏感部位(例間通常以年為計。關鍵因素是開裂位置與氫的主源的相對距離。如果距離較遠，則測試時間需要考慮4.2.2裂紋的位置取決于整體情況。它可能與中心偏析的低合金碳鋼管的厚度中心位置有關。如果和縫隙腐蝕相關的局部侵蝕性化學物質，以及保護膜的溶解，將促進氫的吸收。如果裂紋起源于點存在促進氫生成和吸收但在裂紋中匱乏的物質，則氫的主要來源是暴露于溶液的外表面的部分。例4.3溫度4.3.1脆化常常與氫捕獲有關。提高溫度趨向于使氫陷阱占由氫生成動力學和氫溶解度的提高所補償。擴散系數也會隨著溫度的升高而增加，當比較不同溫度下的試驗結果時，如果吸氫不是處于穩態且不考慮氫侵入程度的不同，就可能會出現對敏感性的錯誤認可能會發生開裂。此外，由于金屬的塑性傾向于隨著溫度的升高而增加，因此溫度會對脆化有復雜的目前已經發展了多種較為通用的試驗方法，可用來評估材料對氫脆3GB/T15970.11—2022/ISO7539-11:的電化學方法(ISO17081)在測量吸氫量和氫擴散方面具有指導性。與氫脆和氫致開裂有關的其他試驗方法，主要用于系統特定的應用，可見參考文獻的補充列表。在許多應用中，負載和環境暴露條件足夠簡單，標準的目的也受到限制，因此附加的測試準則并不關鍵。然而，對于非規范性的測試方法，在定義測試時需要考慮第4章中提出的問題。5.2試樣類型試樣類型的采用取決于與預期的顯著表面缺陷及其隨時間演變有關的設計和維護理念。超出屈服強度的高局部應力外，缺口或預裂試樣還有一個附加靜應力分量使氫局部化。因此，氫的濃度是局部增加的。然而，缺口在深度、根部半徑是各種各樣的，在焊接的情況下，根部相對于熱影響區(HAZ)的位置也是不定的。關于這種測試的研究還不夠充分，也沒有任何指南。關于缺口細節，目前沒有氫脆測試國家標準，也沒有可用的指南。缺口明顯會增加失效的可能性。預制裂紋試樣可用于分級，但通常還是用于獲得臨界應力強度因子和裂紋擴展數據。5.3試驗時間5.3.1測試持續時間宜基于4.2中的原則和考慮因素，但為確保有充分的吸氫，需要進行適當的預充氫。在某些情況下，如陰極極化，利用含有效擴散系數的菲克第二定律，可以相對直接地獲取氫濃度隨時間的近似變化。圖1展示了陰極充氫過程中典型的慢應變速率拉伸圓柱形試樣中氫濃度隨時間的變化。其中，a為圓柱半徑，r為至表面的距離，C為r處的平均氫濃度，C:為表面氫濃度，t是無量綱時間(t·Da:/a2),D.是有效擴散系數，t為時間。 0.00730.01460.0879 XX——r/a。圖1基于菲克定律的實心圓柱試樣中氫在歸一化深度下的分布這些曲線顯示了歸一化時間z(t·Da/a2,其中a是圓柱半徑)的不同值。測試持續時間或預充氫時間可能是為了達到穩態氫濃度，但由于在這些類型的測試中裂紋通常從表面開始，裂紋失穩擴展的臨界缺陷尺寸可能較小，在r/a為0.2時，可選擇與表面某一距離(如80%)接近的值。后者有一個判斷因素代表了保守和實際測試時間之間的平衡。圖2展示了基于菲克定律的板狀試樣中的濃度分布。在忽略裂紋的情況下，這些曲線可用作評估緊湊拉伸試樣的全厚度充氫程度4c/5.GB/T15970.11—2022/ISO7539c/5.的基礎。這可以用來指導預充氫。Y0X——x/L;圖2在X=1.0位置處，氫主要來自外表面的板狀試樣中的5.3.2氫在金屬中的有效擴散系數是吸氫的函數，如圖3所示，由于氫陷阱占據率不同，因此也與暴露條件有關。測量宜在與實際相近的暴露條件和溫度下進行，而不能隨意從文獻中摘錄。ISO17081給出了測量指南。Y圖323℃下super13Cr不銹鋼的D計算值隨亞表面氫濃度C?的變化曲線5充氫后測試，以驗證是否為局部吸氫。Y0.00240.0028X4——22Cr;5——C-276;6——AISI300;圖4陰極保護下各種耐蝕合金有效擴散系數的溫度相關性，用于說明不同合金類型的有效擴散系數范圍6調的是，輸送含硫原油或天然氣的管道外表面可能受到陰極保護或者可能有焊接與暴露于外部氫源的情況相結合時，確定適當的測試時間就更為困難。一種嚴苛的分級測試而應用，但很容易忽略的是，這種動態應變可能在服役過程中產生，至少是暫時在使用中可能遇到的通常定義不明確的動態應變。因為脆化的敏感性可能因加載5.4.2.1測試宜參照ISO7539-7或NACE/TM0198,并以漸增位移形式(或某些情況下漸增載荷形Y——斷面收縮率(%);(例1與應力腐蝕環境更相關，例2與充氫環境更相關)7在圖5中，應變速率的影響取決于材料和暴露條件。例1是典型的應力腐蝕開加，這是一個潛在重要影響因素。因此，有必要區分暴露時間和應變速率的影響。在區分這些影響5.4.2.3用ISO7539-7給出的普通試樣或者缺口試樣進行測試時，通常使用10-?s-1的應變速率來評估材料的相對敏感性或比較環境的相對侵蝕性。雖然沒有普遍認可的標準，但在預期風險的情況下，謹慎的做法是在更低的應變速率下進行測試。對于陰極保護條件下的耐蝕合金，宜考慮10-?s-1下進行試驗。為加速試驗進程，可在彈性區采用相對高的應變速率10-?s-1,然后在接近屈服時切換到更低的應變速率。通常為期30d的試驗將導致超過2%的塑性應變，這可以視為下的剪切分量可能導致不同的結果。用斷裂力學試樣測試Kisc或Km(I圖6展示了AISI4340鋼在海水中腐蝕的位移速率敏感性。對于該系統，氫的來源極有可能在裂紋尖端，所以不能用增加的測試時間來解釋在最低應變速率下的閾值較低。如果對同一種鋼進行陰極保護試驗，氫的主要來源可能在裂紋外表面，應變速率和暴露時間都較為重要。預充氫將具有8X位移速率下進行，以獲得最小的Kisc(Km)。階梯漸增載荷試驗是一個有用的初步測試，可以給出閾值的近似值。這給出了緩慢增加位移或增加載荷試驗開始時初始K值的指導。在這些測試中，需要確定Kisc可接受值。5.4.3.3值得注意的是，Krsc(Km)的測定可以用DCB或楔形張開式加載(WOL)試樣這種K值減小于線性彈性斷裂力學(LEFM)概念的分析是不適用的。作為近似方9生變化，宜當記錄這種變化的程度。這種厚度變化將導致試樣的非均勻應變留了表面的特性，即氧化物性質以及從焊縫到母材的過渡或小缺陷相關的應力集中因素。表面建議用在相關文件中詳細介紹了不同類型試驗后評估的通用程序。氫的獨特之處在試樣從測試環境中移出后，氫仍留在試樣中。如果試樣處于載荷狀態(如DCB試樣),裂紋可能繼續在其他實驗中，DCB測試可持續進行到裂紋擴展速率減低到閾值以下。經驗表明，當高溫下測試將試樣從溶液中移出，沖洗干凈后標記該溫度下裂紋前沿的位置。試樣宜盡快卸載anduseofpre-crackeds[5]ISO11782-2Corrosionofmetalsandalloys—[7]ISO/TC2/SC1Mechanicalpropertiesoffast[10]ISO2626Copper—Hydrogen[11]ISO/TC44Weldingandall[12]ISO/TC44/SC10Unificationof[13]ISO/TS17844Welding—withgascontents—Part4:Testmethodsforselectingmetallicmaterialsresista[20]ISO/TC107/SC3Electtheriskofhydrogenembrittlementtoreducetheriskofhydrogenembrittlementandstresscorrosion[28]ASTMB577-93(2004)Standardtestmethodsfordetectionofcuprousoxidternallythreadedarticles,fastenersandrod-inclinedwed[30]ASTMF326-96(2006)Standardtestmethodforelectronicmeaternallyandinternallythreadedfaste[33]ASTMF1459-06Standardtestme[34]ASTMF1624-06Standar[36]ASTMG142-98(2004)Standardtestmethodfordeterminationofstoembrittle