如何进行金属材料的应力腐蚀和应力腐蚀开裂（SCC）测试

应力腐蚀作为引发构件失效的主要原因之一，无明显征兆，却往往给工程带来灾难性损失。因此非常有必要对可能在相关环境下工作的材料进行应力腐蚀性能试验，并以其试验数据用以作为该材料在设计、生产和投入使用前应力腐蚀性能指标的参考。SCC：应力腐蚀开裂，是在有水和H2S存在的情况下，与局部腐蚀的阳极过程和拉应力相关的一种金属开裂，是应力与腐蚀介质协同作用下引起的金属断裂现象。机械设备/零件在拉应力和腐蚀介质的共同作用下，将出现低于材料极限强度的脆性开裂现象，导致设备和零件失效，这种现象称为应力腐蚀开裂(SCC)。

SCC：Sulfidestresscracking硫化物应力开裂试验，也叫硫化氢应力腐蚀开裂试验，在有水的H2S存在的情况下，与腐蚀和拉应力有关的一种金属开裂。

一、什么是应力应力是物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间用以抵抗这种外因的作用，并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置而产生相互作用的内力。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。二、什么是应力腐蚀应力腐蚀是指材料、机械零件或构件在静应力(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下产生的失效现象，即由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。应力腐蚀一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。常见应力腐蚀的机理是:零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏，破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极，阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面，再加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。

ssc腐蚀应力环

三、应力腐蚀性能检验

应力腐蚀作为引发构件失效的主要原因之一，无明显征兆，却往往给工程带来灾难性损失。因此非常有必要对可能在相关环境下工作的材料进行应力腐蚀性能试验，并以其试验数据用以作为该材料在设计、生产和投入使用前应力腐蚀性能指标的参考。目前国际公认标准金属材料应力腐蚀是《BSENISOCorrosionofMetalsandAlloys－StressCorrosionTesting》合订本，我国GB/T《金属和合金的腐蚀-应力腐蚀试验》则等同采用ISO标准，该标准中给出了多种应力腐蚀评价方法，归纳起来主要有3种试样类型和3种加载形式：试样类型即光滑试样、带缺口试样和预制裂纹试样；加载形式即恒位移、恒载荷和慢应变速率。四、SCC试验(模拟工况)试验标准：NACETM-；试样类型：按照ISO-2标准采用四点弯曲试件；试验溶液：模拟现场介质溶液(初始PH=3~4);试验加载应力：=80%AYS(实测屈服强度);HS分压：3.4MPa；CO2分压：2.4MPa；试验温度：30℃；试验频次：仅在制造工艺验证时;试验持继续时间：h；验收标准：试件的受拉伸面在低倍显微镜下放大10倍检查，试件受拉伸面无可见SSC裂纹;试验报告：试验报告中应注明试验前后溶液的PH值。

应力腐蚀测试标准：

NACETM-：金属在H2S环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀

GB/T-金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验

ISO-1-石油和天然气工业油、气生产中含硫化氢(H2S)环境下使用的材料耐裂化材料选择的一般原则

SY/T-天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求