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江蘇容大材料腐蝕檢驗有限公司天津分公司
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HIC氫致開裂腐蝕檢測
李睿/
耐蝕性是影響油氣輸送管線可靠性及使用壽命的重要因素，因此，管線鋼在具有優異強韌性、良好焊接性能的同時，還應具有優異的耐蝕性。氫致開裂HIC（HydrogenInduceCrack）是由于金屬材料吸收含水硫化物溶液中的氫而引起的。
HIC氫致開裂腐蝕檢測 HIC氫致開裂腐蝕檢測
李睿/
耐蝕性是影響油氣輸送管線可靠性及使用壽命的重要因素，因此，管線鋼在具有優異強韌性、良好焊接性能的同時，還應具有優異的耐蝕性。氫致開裂HIC（HydrogenInduceCrack）是由于金屬材料吸收含水硫化物溶液中的氫而引起的。管線鋼在濕H2S氣體環境中，通過陽極反應（Fe→Fe2++2e）和陰極反應（［H+］+e→H），氫離子變成氫原子聚集在孔洞、晶界、相界、位錯、析出物、夾雜物附近，形成氫分子產生氫壓并形成應力場，使HIC裂紋產生。HIC可能在拉伸過程中成為裂 紋萌生的起點，導致鋼的塑性降低［1］ 。夾雜物周圍通常存在較大的晶格畸變，產生應力集中，更有利于氫的吸收和聚集，從而使裂紋萌生。因此，凈化鋼液減少夾雜物數量，控制夾雜物形態，可以提高鋼的HIC抗力。HIC行為不僅依賴于鋼的純凈度還與微觀組織、化學成分有關，調整管線鋼的合 金元素種類及含量，控制C、Mn等元素的含量在一定范圍內，同時減少有害元素含量，可以提高鋼 的HIC抗力。目前，隨著偏遠地區油氣田的開發，許多石油和天然氣中都含有H2S，因此，要求油氣輸送管線鋼應具備抗HIC的性能。
抗HIC管線鋼化學成分要求。管線鋼在凝固過程中會產生P的富集，形成偏析帶，造成性能下降，因此要求P的質量分數低于0．015%；S與Mn生成的MnS夾雜極易形成HIC，因此要 求S的質量分數低于0．002%［2］ 。過高的C、 Mn量會形成脆硬的馬氏體/貝氏體板條，板條界成為 H的捕獲點，易形成HIC裂紋。過高的C、 Mn還促進帶狀珠光體組織形成，同時Mn、P偏析形成帶狀組織， HIC易起源于上述帶狀組織。一般C的質量分數控制在0．06%以下， Mn的質量分數控制在1．4%以下。NayakaSS等［3］ 研究了比傳 統管線鋼含有更低C（0．02%～0．06%）和Mn（0．30%～0．50%）的抗HIC管線鋼，由于較低的C、Mn含量，鋼板無中心線偏析，同時抑制了MnS的生成，從而提高了抗HIC性能，該鋼主要通過析出強化和晶粒細化保證強度達到X52級別。管線鋼通過Nb、V、Ti的添加細化組織，提高強韌 性，同時提高了HIC抗力。在管線鋼焊縫金屬中含0．02%～0．05%Ti，有助于提高其韌性及HIC 抗力［4］ 。Ca可以改變夾雜物的形態，使夾雜物成球形，從而提高鋼的抗HIC能力；Cu可以促進鈍化膜的形成，減少H的侵入，阻止HIC的形成；Mo、Ni能促進晶粒細小均勻的針狀鐵素體的生 成，該組織具有優異的HIC抗力
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