GB-8650-1988.pdf
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1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 UDC 6 6 9 . 1 4 : 6 2 0 . 1 8 4 . 6 管 线钢 抗阶 梯型 破 裂试 验方 法 G日 8650 8 8 T e s t me th o d o f p i p e l i n e s t e e l s f u r res l s t s n c e t o s t e p wi s e e n s c k i n g 本标准规定的试验方法是指管线俐在含有硫化氢水溶液的腐蚀环境中, 吸氢引起的阶梯型破裂试 验方法。本标准适用于壁厚为5 -3 0 m m的钢管。本方法不模拟现场任何特殊的使用条件, 也不提供 管 线 钢
2、 能 否使 用 的 判 据 , 只提 供 一 套 能 在相 当短 时 间 内 辨 别 不 同材 料 对 阶 梯型 破 裂 敏感 性 的 可 重现 的 实 验 室 环境 条 件 和统 一 的 试验 方 法 原 理 1 门阶梯型裂纹是指管线钢在含硫化氢的水溶液中, 产生的沿轧制方向扩展的并在相邻的裂纹相互 连接时形成横截于厚度方向的, 形似阶梯的种特殊形状的裂纹。这种裂纹使管壁的有效厚度减薄, 当 管子 受 到 外 加应 力 时 , 常常 发 生破 裂 。 1 . 2 管线钢的阶梯 Q 破裂是由于钢吸收由腐蚀而产生的氢所引起的当金属表面L 阴极释放出原 子态氢后( 例如因腐蚀或阴极充氢) 由于硫化
3、氢( 或少许其他含有氰化物和磷、 砷等化合物) 毒剂的存在, 促进原子氢向钢中扩散, 并在夹杂物或其他微观组织结构等不连续区域聚集并形成分子氢 产生很高随 力, 从而形成阶梯型裂纹和( 或) 氢鼓泡 1 . 3 钢材阶梯型破裂敏感性的高低决定于该钢材在规定的环境中产生裂纹数量、 长度和形状。本标 准是将不受力的试样暴露于常温、 常压、 含饱和硫化氢的人工海水中, 在规定试验时间以后, 取出试样, 根 据 试样 所 产 生 的裂 纹 数 量 、 长 度 及宽 度 评 定 其 阶梯 型 破 裂敏 感 性 试 样 2 . 1试样 尺寸 2 . 1 . 1 试样长度为1 0 0 士1 m m, 宽度为
4、2 。 士I m . 2 . 1 . 2试样 厚 度 是管 壁 厚 度 , 以内 外表 面 最 多 只 能去 掉 1 m m, 如 有 必要 试 样 坯 料 可 以展 平 22 试样数I ii . 取样位置和取样方向 2 . 2 . 1 应从每个试验管上切取三个试样。 2 . 2 . 2 对于焊管应横切十焊缝取样, 与焊缝成9 0 0 或平行于焊缝( 与焊缝成 1 8 0) 取样。对于无缝管 按圆周等距1 2 0 。取样巴 2 . 2 . 3 无缝管和纵向焊管的母材试样, 应平行于管子纵轴 2 . 2 . 4 螺旋焊管的母材试样, 应平行于焊缝。 2 . 25 焊管的焊接区试样, 应垂直于焊缝
5、 试 样 取 向 和试 验 后 试样 的 切 取和 检 查 的 位置 如 图 1 5 所 示 中华人民共和国冶金工业部1 9 8 8 - 0 11 8 批准1 9 8 9 - 0 2 - 0 1 实 施 G B 8 6 5 0 一 8 8 图 1 直 缝 管 的焊 缝 区 管 轴 向和 车 L im ; 2 一 焊缝 ; 3 一 检 查 面 ;T 一 试祥 厚 度 图 2 I - V 缝 番2 一 轧 向 : 螺 旋 焊 管 母 材试 样 取 样 部位 3 一管轴向; 4 - 检 查面 ; 卜 试样厚度; 一管壁厚 图 3螺 旋 焊 管横 焊 缝 试 样取 样 部 位 I 一娜缝 , 2 -管
6、 轴向; 3 -检查 面 ; 减 轧向; 一管壁厚; ,一 试样厚度 GB 8 6 5 0 一 8 8 图4 板材试样取样部位 1 - 4 1 向 . 2 一枪查面; T - 试 样A L 度 卜 一板材厚度 图 5 螺旋焊管纵向焊缝试样取样部位 I -焊缝. 2 一轧向 ;3 一管轴向1 4 - 检 查面 邵, 一试样厚度; I -管壁 厚 23 试样制备 2 . 3 . 1 可采用任何最方便的方法切取试样坯料。如果坯料采用气切。 则气切表面的热影响区应用 磨、 锯或机加工方法将其全部去掉。 2 3 . 2 试样的六个表面粗糙度均应达到R . 为 。 . 8 0 N m 2 . 3 . 3
7、不允许试祥表面带有涂层, 应将试样的六个表面都暴露于试验溶液中 2 . 4 试样的清洗和储存 2 . 4 . 1 暴露以前, 每个试样都应用丙酮或其他适合的溶剂除油, 油除得是否干净,可 用表面喷雾试验 测定, 要求试样表面达到完全浸润 2 . 4 . 2 除油后的试样在干燥器中储存的时间不能超过2 4 h 。若需储存更长的时间, 试样在暴露前应 再 除油 G B 8 6 5 0 一 8 8 2 . 4 . 3 试验以后, 每个试样均需清洗以便去除腐蚀产物和沉积物试样的清洗可采用去污剂、金属 丝 刷 或 小型 喷 砂 器 , 但 不 宜 用酸 洗 或 任 何 其他 可 能 促进 氢 吸 收 的
8、清 洗 方 法 。 试验 设 备 3 . 1 本 试 验 可以 在任 何 方 便 的密 闭 的 容器 中进 行 , 容 器 应有 充分 的 容积 放 置 试 验试 样 , 并 其 有 导 入 纯氮气和硫化氢气及排出废气的进出日管路。典型试验装置简示于图6 中 图6 试验装置简图 1 - 硫 化氢瓶 : 2 -流Ri h 3 -捕集 瓶 ; 4 -试样; 5 一试验溶液; 6 - 1 0 % 氢氧化钠溶液 试 验 条 件 及步 驻 4 . 1 试 剂 4 1 . 1 木试验使用的试剂是纯氮、 硫化氢气体和人工海水 注 : 硫化氢 是剧毒 的 气体, 必须 小心处理( 见 附 录 A ) 4 .
9、1 . 2 气休应采用化学纯等级, 水应采用蒸馏水或去离子水( 见附录B ) 今1 . 3 人工海水应按附录C配制 4 . 1 . 4 溶液体积与试样整个表面积的比, 不得小于3 m 1 / c m 。 42 试验时间 4 . 2 . 1 试验规定进行9 6 h , 时间从通硫化氢气体 1 h后开始计算 注 : 在规定的 9 6 h 试验时问内, 试样中的裂 纹虽得不到充分扩展, 但对于本试验 目 的 评 定阶 4A 破裂敏感性而言, 这个 时11 7 5 是足够 的 4 . 3 试验温度 4 . 3 . 1试验 溶 液 的 温 度应 保 持 2 5 士 3 C 4 . 4试 验 步骤 4 .
10、 4 . 1 试样应以窄面向下放在试验容器中, 并用最小直径为6 m m的玻璃或其他非金属棒把试样与 容n)试f 与试徉之问彼此隔开试样的纵轴可以相互垂直或平行( 见图7 ) , 4 . 4 . 2 只要满足规定的液面比并保证试样完全浸泡于溶液中, 相互不接触, 就可在一个容器中一次 暴 露 4 . 4 . 3 待试样放入容器后,将人工海水充人容器, 测量井记录溶液的 p H值。正确的p H值是 8 . 1 -8 . 3 然后密封容器, 进行净化处理和通入硫化氢气体。 4 . 4 . 4 纯氨气和硫化氢气体应从试验容器的底部附近通入 G B 8 6 5 0 一 8 8 图7 试样在溶液中放置方
11、法 t 一 试样 窄面 2 -试样宽面乡 3 一 玻 璃或其 他非金属棒 4 . 4 . 5 密封容器充入溶液后, 应立即以大于每升溶液每分钟1 0 0 mL的速度通入氮气, 以排除空气, 通氮时间至少1 h 4 . 4 . 6 排除空气后, 将硫化氢气体通入溶液, 通气速度为每升溶液每分钟 2 0 0 m L , 通气时问约I h o 当溶液, , 硫化氢含量达到饱和后, 通气速度降至每升溶液每分钟 1 0 m L , 以维持溶液的饱和浓度。 4 . 4 . 7试验 结 束 时 , 应测 量 和 记 录溶 液 的 p H 值 。 当 p H 值 在 4 . 8 -5 . 4时 , 试验 有
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