MR0175中的HIC和SSC 试验讨论什么情况下做

zoulu021

orrest79 (Materials)

(OP)

19 Aug 08 03:14

Hello Friends,
We are working on NACE materials recently. I have a question about HIC the SSC test. Normally according to NACE MR0175, materials with controlled hardness, content of S and P, and yield strength according to MR0175 is acceptable for NACE application. Sometimes customer need HIC and SSC test, sometimes no need.
My question is under what condition we should request HIC test and SSC test, at same time under what condition just request NACE application only.

各位好，

我们最近工作中有处理NACE材质。我有个关于HIC和SSC试验的问题。通常按NACE MR0175的材质，要求都是硬度，S&P含量，屈服强度之类作为接受标准。有时，客户会要求进行HIC,SSC试验，有时不需要。

我的问题是。什么事情下要求HIC&SSC试验，什么情况下仅需要求符合NACE即可？

strider6 (Materials)19 Aug 08 03:24

Forrest
HIC is usually performed, SSC is requested when the material is not a pre-qualified materials or the operating conditions are not within the limits of NACE for that specific materials.
HIC是通常要做的；SSC试验当以下情况时要做，当材质不属于预先评定过的材质时，或者当操作工况超出NACE对特定材质的限定范围时。（译者注：下图摘自MR0175/ISO 15156-1 第7条，其中说明对CS和CRA，分别按其Annex A选材时，“No additional laboratory testing"，即不需要做SSC试验了；虽然如此，本质上MR0175是建立在经验之上的，如是设备用户认为有失效的可能，仍然可以要求做SSC试验。）

Corrosion Preention & Crrosion Control

SJones (Petroleum)19 Aug 08 11:33

If the material complies with all other requirements, it is either at the discretion of the end user or as directed by another applicable standard, e.g. ISO 3183 for linepipe.

当材质符合所有其它要求时，（是否做试验）或者由最终用户决定，或者按其它适用标准执行，例如对于管线,按照ISO 3183.

Steve Jones
Materials & Corrosion Engineer

davidmoul (Materials)20 Aug 08 07:14

You need to do the test when the material isn't pre-qualified into MR0175 or if the environnement is more severe as authorized.

当MR0175没有对材质预评估过，或者工况环境比授权规定的更苛刻时，才需要做试验。

1)Under what circumstance one has to call for HIC test in a material.
什么情况下，必须要对材质做HIC试验？
2)Is HIC test unique for Plate form or Pipes made from Plate?
HIC试验是仅适用于板材或板制管材吗？
3)Is it true that Forgings  do not require HIC test?
说锻件不需要做HIC试验，这是真的吗？
4)Under what circumstance one calls for HIC test in a forging.
那什么工况下，锻件才需要做HIC试验？
5)Where as for SSC/SCC test there are conditions under which one find out whether SSC test/Scc test is required or not (MR0175), But as regards HIC test there are no such tables or conditions readily available. Are there API/NACE publications that specify the conditions under which HIC test is recommended?
什么工况下要做SSC/SCC试验，MR0175中是有相应规定的；可是对于HIC试验，却没有现成的表格/工况可以使用。API/NACE的出版物可有指定什么工况下推荐做HIC试验？
6)It is also beleived that in Clad plates (SS or Inconel/Incoloy)or Overlayed components HIC tests are not required for base material. Is it true.
通常认为复合钢板（复合层为不锈钢或inconel/incoloy）或堆焊组件的基层材料不需要做HIC试验，这是真的吗？
7)Is HIC test unique to CS or Low Alloy material. Are High Alloy material exempted from HIC test?

HIC试验是只发生在碳钢和低合金材质上吗？高合金材质都是豁免HIC试验的吗？

kenvlach (Materials)25 Dec 05 17:01

Interesting question.  I am not familiar with API codes, but have some general metallurgical comments.  Hydrogen (and/or hydrogen sulfide) causes different types of damage in different materials.  So, different tests for different materials & environments.
很有趣的提问。我不熟悉API规范，不过可以就冶金方面说一下。氢和/或H2S在不同的材质上引起不同的破坏，所以，根据不同的环境，不同的材质做不同的试验。
For the lower strength steels commonly used in pipe and plate, hydrogen induced cracking (HIC) occurs when hydrogen atoms diffuse to internal defects and inclusions (voids, sulfide, carbide) where it forms molecular gases (H2, CH4, H2S).  This creates internal pressure which can cause blistering and failure without any applied stress.  The surface corrosion is a means for hydrogen to enter the metal.  HIC vulnerability decreases as the steel's strength increases.   Thus, HIC testing for 96 hours w/o any applied loading per NACE TM0284 is used.
在常见的管材及板材低强度钢材上，HIC（氢致裂纹）的发生机理是，氢原子弥散入材质的内部缺陷及夹杂（气孔，硫化物，碳化物）中，并在其中形成气体分子（H2,C4,H2S). 这因此产生内压，内压不需要应力就会引起鼓包及失效。此表面腐蚀是氢进入金属产生的。材质的HIC脆弱性随钢材强度的增加而降低。HIC试验持续96小时，不施加载荷，按NACE TM0284执行。
Higher strength steels are vulnerable to hydrogen embrittlement (HE), whereinterstitial hydrogen atoms can cause damage w/o forming molecular gas.  It greatly lowers the ductility of the steel under applied loading.  Martensitic lattices are especially vulnerable. Corrosion isn't necessary for the 'pure' form of HE (unaccompanied by corrosion), also known as mechanical HE.  Thus, high strength fasteners are tested under applied load per ASTM F519 or F1624.
高强度的钢材易于发生氢脆（HE),即材质间隙内的氢原子在不形成气体分子情况下产生的破坏。在载荷作用下会极大降低钢材的韧性。马氏体晶格结构会特别脆弱。纯粹的氢脆发生并不需要伴随腐蚀的发生。因此，对于高强度的紧固件需在要在施加载荷的情况下进行试验，试验按照ASTM F519或F1624。(译者注：下图(b)即interstitial atoms,即间隙原子，在晶体结构的理论上归于“点缺陷”。)

Sulfide Stress Corrosion Cracking (SSCC) is a combination of HE and SCC, where H2S in a corrosive, wet environment is the source of the hydrogen.   Vulnerability increases with steel strength and applied load.  Corrosion is involved, so a longer testing period.  Thus, testing per  NACE TM0177 is performed under an applied load for 30 days (hence, $$$).
硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)是氢脆(HE)和应力腐蚀开裂(SCC)的组合。在一个腐蚀的，湿的环境中，H2S是氢的来源。材质的脆弱性随着钢材的强度和施加的载荷（的增加）而增加。腐蚀也包含进来了，所以试验周期会更长（译者注：kenvlach的逻辑是，腐蚀是缓慢的，SSC是HE和SCC的合力结果。因此，要验证材质的抗SSC性能，试验周期就需要很长时间，30天；第一段中讲HIC时，其发生机理不含腐蚀，其试验周期只需要4天。）因此，SSC试验按NACE TM0177,要施加载荷，时间为30天（所以，$$$）（译者注：SSC试验周期长，自然花费更多了。）
You already know applications requiring SSCC testing. Suggest posting your HIC question on the API forum – forum809  Give the material & strength of the forging; (probably HIC testing if lower strength steel, SSCC if higher strength, but I don't know the dividing point).

你已经知道了需要SSCC试验的场合了。至于HIC的问题，建议到API的论坛上去发贴文，给出锻件的材质＆强度（低强度钢材可能需要HIC试验，高强度时要做SSCC试验，不过我不知道分界点在哪里。）（译者注：kenvlach提供的信息，有助于在微观机理上了解SSC及HIC，是否做试验绝非材质强度一个维度，其建议没有操作性；工程中要复杂很多，实践还是按规范及经验．）
Also, if you are in Middle East or South Asia, maybe this lab can help:

3

SJones (Petroleum)25 Dec 05 23:38

1.
Under circumstances where the user deems that the H2S content of fluids in contact with the material and the operating conditions may give rise to a HIC failure mode.
当用户认为接触材质的流体中的H2S含量及操作工况会引起HIC失效时（就需要做HIC试验。）（译者注：虽然如此，不懂行的用户，也会经常碰到的。）
2.
No.  It can be applied to any product form from which suitable test pieces can be machined.  It is, principally, a test for "flat rolled steels or their products" as per ISO 15156-2 Table B.3 but can be applied to seamless pipe (see ISO 3183-3).
不是，任何型式的材料，只是能够加工出合适的试样，都有可能做（HIC试验）。通常主要是“平轧钢或其产品”按NACE MR0175/ISO 15156-2 table B.3(做HIC试验），但同样适用于无缝管（见 ISO 3183-3）。(译者注：“flat rolled steels or their products"即引自下表table B.3；ISO 3183-3已经合并进ISO 3183中，”Petroleum and natural gas industries —Steel pipe for pipeline transportation systems“。)

3.

It has become an established practice to forego HIC testing of carbon steel forgings subject to the sulphur content of the forging being restricted to a maximum of 0.025 wt% (see EFC 16)
对于限定S含量质量分数不超过0.025%（碳钢）锻件，进行HIC试验已经是一个规定操作了。（见EFC 16）。（译者注：NACE现在已经与ISO合流了。下条摘自MR0175/ISO15156-2 第8条，其中明确碳钢锻件中硫含量≤0.025%时，对HIC并不敏感。意思应该是可以不做HIC试验。）

4.
See 3 above.
见上条３.
5.
ISO 15156-2, Clause 8.

6.

If the principal purpose of the cladding, or overlay, is corrosion protection; the appropriate materials have been selected; and the user is satisfied with the integrity of the surface, then HIC testing of the carbon steel substrate could be viewed as being superfluous.
如果复合层或堆焊层的主要目的是为了腐蚀保护；并且选材合适，用户对于其表面的完整性比较满意的话，那么再对基层的碳钢进行HIC试验应该是多余的。（译者注：虽有复合层和堆焊层，工程实践中要求基层也做HIC试验的情况，并不罕见。）
7.
HIC, as defined in ISO 15156, is not a failure mechanism of CRA materials.

HIC，按ISO 15156中定义，不是一个会发生在CRA材质上的失效机制。

Steve Jones
Materials & Corrosion Engineer

(译者注：eng-tips的论坛上，大量有关材质腐蚀的问题都有Steve Jones的回复；此人应该是一个很有经验的材料腐蚀方面的工程师，笔者认为其回复应该是比较可靠的。)

1. 通常，当材质使用的service conditions 超出限定时，如举例工况：高出正常的H2S水平，较小试验应力，超出温度限制，及更低的pH值等，这时要做SSC试验。

2. 当材质为碳钢时，通常都要做HIC试验。下文摘自MR0175/ISO 15156-2中第8条，其中提到对flat-rolled碳钢材质，即使含有”trace amount of H2S"，即微量的H2S，也要考虑HIC的问题。

  最后，还是那句话，选材是一门植立于经验上的技术活，做不做试验，与最终用户沟通；材质做试验会增加成本，而用户是要为此承担成本的一方。

总结：

1. 在容器设计时，通常遇到含有H2S介质的设备，都是较为敏感的，因此需要与客户进行材质要求方面的沟通；MR0175与MR0103是两个最经常用到的标准，所以了解下这些规范对客户提出的材质要求起码能有较好的理解，不至于脑中一团雾水。

2. 通过学习本规范，可以记录下一些要点：a. 做SSC试验时间较长，做HIC则较为容易实现；至于费用可以双方共同协商共同承担b,HIC试验裂纹出现在CRA类材质上少；c, 实验室试验方法都会比实际工况严苛d，现在低合金钢做这类试验合格很高所以真要做的时候，请大家放心

最后我们实验室也接受委托这类HIC试验，SSC试验检测服务，价格不贵，可以给我留言。至于MR0175的内容很多，希望和大家一起学习。

hokkaiwh423

非常的受用，确实解决了很多疑惑，有理有据，真的推荐。楼主辛苦了。
我们有个材料SA516GR.70+304  需要符合MR0175，客户未指明做何种试验，如果我们仅作304的HIC ,是否可行？费用怎么算的？

manakatr

非常受教 谢谢分享

真水无香ZQL

非常受教 谢谢分享

zbj402

请教一下，现在我有个介质，H2S含量是300ppm，压力4KPa，那这个含量到底算多大？属于ISO15156里边的那个分区？怎么换算分压呢？

zoulu021

zbj402 发表于 2019-5-20 11:36
请教一下，现在我有个介质，H2S含量是300ppm，压力4KPa，那这个含量到底算多大？属于ISO15156里边的那个分 ...

我不知道你用的介质是水溶液还是在空气中，如果在水溶液中300ppm的硫化氢很小的，至少溶液中硫化氢含量都还没达到饱和。压力4KPa也是很小很小的压力。目前我国的分压大多数是用二氧化碳或氮气居多当然也可以用水压。

zoulu021

hokkaiwh423 发表于 2019-5-7 11:15
非常的受用，确实解决了很多疑惑，有理有据，真的推荐。楼主辛苦了。
我们有个材料SA516GR.70+304  需要符 ...

最好和你客户沟通好有可能HIC试验都有可能不用做的，这个和你客户把材料做成最终的产品有很大的关系。HIC试验3000元一组（组代表材质或者相同材质但是批次不同）

zbj402

zoulu021 发表于 2019-5-20 14:26
我不知道你用的介质是水溶液还是在空气中，如果在水溶液中300ppm的硫化氢很小的，至少溶液中硫化氢含量都 ...

那意思就不用考虑H2S腐蚀了？没有达到饱和的H2S溶液是不是就不存在H2S腐蚀？

zoulu021

zbj402 发表于 2019-5-20 15:05
那意思就不用考虑H2S腐蚀了？没有达到饱和的H2S溶液是不是就不存在H2S腐蚀？

我可没这么说。根据ISO 15156标准来说无论是NACE TM0177的SSC试验或者NACE TM0284D的HIC试验的话是要求溶液中硫化氢浓度要达到2300ppm以上，但是你要知道所有实验室试验方法都是比现实环境要苛刻的。我还不知道你们目的是要做什么的？而且材质是什么？

zbj402

材质是SA36,就是想判断一下这个储罐的材质需不需要根据H2S腐蚀做一下要求，比如买钢材的时候就要求厂家买带NACE要求的抗氢板，感谢您耐心的回复，谢谢！