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钢板的HIC和R-HIC的区别是什么

2024-05-01 22:01:14 阅读次数:219百科来源:本站 字号: 默认 超大

HIC的意思是指钢板做抗氢致开裂检验,钢板要求抗硫化物应力腐蚀性能。R-HIC钢板则需要做SSCC实验和HIC实验,需要同时满足抗硫化物应力腐蚀开裂和抗氢致开裂的性能要求。两种技术要求钢板的成分和工艺也略有不同,例如Q345RHIC)和Q345R(R-HIC)是两种具有高强度、优良韧性和良好的焊接性能的材质。它们均属于低合金高强度钢板系列,广泛应用于石油、化工、电力等领域。河钢舞钢公司0375-8137297)专业定扎R-HIC钢板。


化学成分和力学性能区别
Q345R(HIC)中碳含量较高,同时含有一定量的硅、锰、磷、硫等元素,这些元素对钢的强度和韧性有着重要的影响。而Q345R(R-HIC)则在Q345R(HIC)的基础上加入了微合金元素铌和钛,有效地细化钢的组织结构,提高抗裂纹扩展能力和韧性,从而使其具有更好的综合性能。

在力学性能方面,Q345R(HIC)和Q345R(R-HIC)均具有较高的屈服强度和抗拉强度。其中,Q345R(R-HIC)的屈服强度和抗拉强度分别可达345MPa和510MPa以上,而Q345RHIC)的屈服强度也可达到345MPa左右。此外,这两种材质的冲击功也表现出色,可有效吸收能量,避免裂纹扩展,保证材料的安全使用。


制造工艺区别

Q345RHIC)需经过严格的冶炼、轧制和热处理等工序,其生产工艺相对简单。而Q345R(R-HIC)则在冶炼过程中加入了铌和钛元素,并通过微合金化处理,使钢的强度和韧性得到进一步提升。此外,Q345R(R-HiC)还采用了TMCP工艺,通过控制轧制和冷却过程,使钢板内部形成细小的晶粒结构和优良的韧性。


显微组织
Q345RHIC)通常具有更多的珠光体和贝氏体组织,而Q345R(R-HIC)则通常具有更多的铁素体组织。这种差异使得Q345RHIC)具有更高的强度和硬度,但同时也使其具有更差的塑性和韧性。


耐腐蚀性
由于Q345RHIC)具有更高的强度和硬度,因此它通常具有更好的耐腐蚀性能。而Q345R(R-HIC)则通常具有更差的耐腐蚀性能。但是,在某些腐蚀环境下,例如在酸性介质中,Q345R(R-HIC)却表现出较好的耐腐蚀性能。

使用环境
Q345RHIC)具有更好的强度和硬度以及更好的耐腐蚀性能,因此它通常被用于制造需要承受较高压力和温度的设备或部件,例如石油化工设备、核电设备等。而Q345R(R-HIC)则通常被用于制造一些对强度和硬度要求较低的设备或部件,例如建筑结构、容器等。


资料拓展


抗氢致开裂检验HIC

英文全称是:Hydrogen induced cracking。硫化氢是石油和天然气中最具腐蚀作用的有害介质之一,在天然气输送过程中,硫化氢对输送管线的应力腐蚀占很大比重。在湿硫化氢环境中使用时,能导致碳钢内部出现氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)和应力导向的氢致开裂(SOHIC)。管材在含硫化氢等酸性环境中,因腐蚀产生的氢侵入钢内而产生的裂纹成为氢致开裂(HIC

分类。

1、氢脆:各种情况下产生的氢原子直接渗透到钢内部后,使钢晶粒间原子结合力降低,造成钢材的延伸性、端面收缩率降低,强度也发生变化。在裂纹尖端有与阳极反应相应的阴极反应发生。所生成的氢或加工氢进入钢中引起氢致开裂。

2、氢腐蚀:氢与钢中的碳化物发生反应产生甲烷,甲烷气体不能从钢中扩散出去,聚集在晶粒间形成局部高压,造成应力集中,进而使钢材产生微裂纹或鼓泡。

钢在湿硫化氢环境下吸氢产生的腐蚀产生的影响取决于钢的性能、环境特征以及其它方面因素。对于管线钢和压力容器钢的一个不利影响是会产生沿轧制方向的裂纹。一个平面的裂纹倾向于连接临近层面的裂纹,从而产生沿厚度方向的阶梯状裂纹。

这些裂纹减少有效壁厚直到管线钢或者压力容器超应力服役或破坏。有时裂纹伴随着表面氢鼓泡同时出现。已有报道将服役失效归因于这种裂纹。 以前用阶梯状裂纹、氢压裂纹、鼓泡裂纹和氢致诱导阶梯状裂纹描述管线钢和压力容器用钢的裂纹类型,但是现在已经弃用。现在已广泛运用氢致裂纹(HIC)来描述裂纹类型,并且被NACE国际组织采用。


硫化物应力腐蚀开裂检验SSCC

英文全称是:Sulfide Stress Cracking在酸性环境中,硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)是破坏性和危害性最大的一种腐蚀形式,受到国内外专家的普遍关注。

SSCC是指受拉伸应力作用的金属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。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。

石油、天然气长输管道发生SSCC后具有以下特点:管道在比预测低得多的工作压力下断裂;材料经短暂暴露后就出现破坏,以1周到3个月的情况最为多见;管材呈脆断状态,断口平整;管道断口上明显地覆盖着H2S腐蚀产物;起裂位置通常位于薄弱部位,包括应力集中点、机械伤痕、蚀孔、蚀坑、焊缝缺陷、焊接热影响区等;裂纹较粗,无分支或分支少,多为穿晶型,也有晶间型或混合型;管材的强度和硬度对SSCC影响较大,高强度、高硬度的材料对SSCC十分敏感;SSCC的发生一般很难预测,事故往往是突发性的。

在石油、天然气(尤其是天然气)长输管道中,高压高强度管道的硫化物应力腐蚀开裂会引发重大的安全事故,因此需要评价管线钢的抗H2S应力腐蚀性能,保证管道的安全,研究科学的管材抗H2S应力腐蚀评价试验方法具有重要的意义。管线钢抗应力腐蚀性能评价试验方法主要有固定应变法、固定载荷法、双臂梁法和慢应变速率拉伸法等。

①固定应变法

四点弯曲法试验样品

固定应变法将试样塑性变形至预定形态,然后在固定应变状态下,使试样产生裂纹直至断裂,记录断裂时间,对材料的SSCC敏感性作出判断。这种方法中常用的有U形弯曲、3点弯曲、4点弯曲以及C环法,一般都是利用卡具或螺丝来获得应力。该方法的优点是简便、经济、试件紧凑,适合于在有限空间的容器内进行成批的长期试验;缺点是不能准确测定应力值,各平行试件的应力值不能保持一致,裂缝产生后引起的应力松弛还会使裂缝的扩展减缓或者中止,因而可能观察不到试件完全断裂的现象。常用的U形试样尺寸已在ISO和ASTM标准中规定,试验温度一般控制在25℃左右,介质通常是含5%(质量分数)CH3COOH的饱和H2S溶液。这种方法已被IS0和ASTM规定为评定应力腐蚀开裂的一种标准方法。

②固定载荷法

标准拉伸法试验样品

在固定应力作用下,使试样产生裂纹直至断裂,由临界应力或者临界应力与屈服应力的比值、或者断裂时间来评定材料的SSCC敏感性。这种方法虽然需要比较复杂的设备,但是可以精确测定起

始应力值,还可以求得应力腐蚀开裂的应力阈值。该方法在NACE TM 0177、IS0和ASTM中都被规定为判断钢铁材料SSCC敏感性的一种标准试验方法。固定载荷法的缺点是裂纹产生后不能获知准确的应力值。

③双臂梁法(DCB)

在双臂梁法试验过程中,通过对试样加载使预制裂纹扩展,基于断裂力学求出应力强度因子,从而评定钢铁材料的SSCC敏感性。该方法可以确定临界应力强度因子,还可以精确测定裂纹的扩展速度以及应力水平(以应力强度因子表示)和裂纹扩展速度的关系。其试验装置简单,但试样尺寸较大,制备较困难。该方法于1977年和l982年分别被NACE和NACE T-1F-9C规定为评定钢铁材料SSCC敏感性的一种标准方法。

④慢应变速率拉伸法(SSRT)

慢应变速率拉伸法的试样尺寸可根据试验需求确定,弯曲试样、平滑试样、缺口试样或预制裂纹试样都可适用。试样在慢应变速率拉伸试验机上以较小的应变速率拉伸至断裂,测量记录断口直径、断裂时间、最大负载、应力-应变曲线,计算断面收缩率,对断口进行电镜分析。通常,试验求得钢铁材料分别在空气和试验介质中的断面收缩率机和西,定义F为氢脆系数,用来衡量钢在介质中的SSCC敏感性:F=(ø0-ø)/ø0。通常把F大于35%的区域视为所研究体系的氢脆敏感区,小于25%的视为安全区域,介于两者之间的视为有潜在危险的区域。实际上安全区F临界值应当由断口分析判定。

SSRT可促使钢铁材料在短期内产生应力腐蚀开裂,提供了一种实验室快速评定材料抗应力腐蚀开裂性能的试验方法,还可以通过试验研究材料发生SSCC的机理。另外,SSRT的试样型式简单,试验过程简单易行,近年来被众多的学者广泛采纳。该方法被IS0和ASTM规定为判定钢铁发生应力腐蚀开裂的一种标准试验方法。




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