十堰市金属材料硫化物应力腐蚀试验

SSCC是指受拉伸应力作用的金履材料在硫化物介质中，由于介质与应力的耦合作用而发生的脆性断裂现象。SSC全称是SulfideStress Cracking，中文名称是硫化物应力腐蚀试验，硫化物应力腐蚀开裂(Sulfide Stress Corrosion Cracking，简写SSCC或SSC),按标准NACETMO177-2005进行实验。SSC测试主要采用恒负荷应力腐蚀实验(A法)和三点弯曲法测试实验(B法)。

在酸性环境中，硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)是破坏性和危害性的一种腐蚀形式，受到国内外*的普遍关注。SSCC是在外加应力和腐蚀环境双重作用下发生的破坏，其产生有3个必要条件:敏感的材料、酸性环境和拉伸应力。SSCC与通常所说的应力腐蚀有所区别，在通常所说的应力腐蚀中，环境所起的作用是以阳极溶解为主，而SSCC则是以阴极充氢为主，虽然SSCC机理尚未被完全揭示，但目前大多数学者倾向于把这种开裂解释为氢脆破裂。应力腐蚀开裂无明显的征兆，因此易对长输管道(尤其是天然气管道)造成灾难性的后果。

目前，关于SSCC的机理研究主要有氢脆理论，认为腐蚀的阴极反应产生氢，氢原子进入金属内部，并扩散到裂缝，使这一区域变脆，在拉伸应力作用下发生脆断。氢在应力腐蚀中起着主要作用，但是关于氢如何引起脆断的看法各有不同:有些学者认为氢降低了裂纹前缘原子键结合能﹔有些学者认为吸附氢的作用使表面能下降﹔还有些学者则认为氢气造成高的内压，促进位错活动等等。

近年来，随着应力作用下的腐蚀断裂研究不断深入，把阳极溶解和氡扩散致脆的过程结合起来，可以较好地分析一些腐蚀断裂现象。一般认为，氢在应力腐蚀中的作用应根据具体情况而定:在有些腐蚀体系中以氢脆为主，另外一些腐蚀体系中则以阳极溶解为主。高强钢中硫化物引起的金属破裂被认为是氢脆所致，氢是应力腐蚀断裂的重要因素，但在低强度钢中，氢不是应力腐蚀断裂的主要因素。

关于HzS促进渗氢过程的机理目前有不少假说，但真正的试验依据还不多。有些学者认为HqS的存在使Fe-H键能降低，氢原子很容易从金属表面转移到深处﹔有些学者认为，由于S-H键的强度比Fe-H键弱，在HgS溶液中，HS中的氢比吸附到金属表面的原子氢更容易离解而进入金属内部﹔有些学者认为吸附在金属表面上的HyS分子破裂形成了新的氢原子，即H)S+2e一2H 时s+S2，导致金属表面的氢浓度升高﹔有些学者认为HqS起催化剂的作用，还有些学者认为，溶解而未电离的HzS分子促进了氢脆，它吸附在钢材的表面，对质子放电起桥式配位体作用，从而加速放电反应，并使氢进入钢中。上述研究都提供了HyS加速渗氢过程的依据，说明了HgS引起的应力腐蚀破裂本身受扩散过程控制，其中点阵扩散是这类脆断的主要控制因素。高强钢在酸性HS环境中容易产生破裂，就是因为HyS促进了因腐蚀产生的氢原子扩散到裂纹前缘的金属内部，使氢脆更快发生。从微观角度分析，腐蚀所引起的内部氢脆，要经历氢原子的化学吸附一溶解(吸附)→点阵扩散→形成氢化物→裂纹或气泡4个阶段。