1、什么是硫化物应力腐蚀开裂（SSC）试验？硫化物应力腐蚀开裂的影响因素有？

环境开裂（environmental cracking）简称EC，是指正常状态下具有韧性的材料在环境中由于腐蚀效应引起的脆性断裂，包括氢脆、氢应力开裂、应力腐蚀开裂及硫化物应力开裂等现象。

硫化物应力开裂试验，也叫硫化氢应力腐蚀开裂试验，英文全称是Sulfide Stress Corrosion Cracking，简称SSCC或SSC，是指在有水和H₂S存在的情况下，与腐蚀和拉应力有关的一种金属开裂形式，属于氢引起的应力开裂，硫化物存在时，促进金属表面腐蚀所产生的原子氢进入金属，并使金属韧性下降、产生脆性断裂。硫化物应力腐蚀是应力腐蚀（SCC）中的一个特殊类型，但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SSC则是以阴极充氢为主。

硫化物应力腐蚀开裂的影响因素有：1）化学成分的影响，例如C、Mn、S、P、Cu、Mo、Cr、V，Nb，Ti等元素的影响；2）夹杂物的影响，夹杂物的形态和分布影响着抗SSC性能；3）晶粒度的影响；4）显微组织的影响。

目前SSC机理尚未被完全揭示，但目前大多数学者倾向于这种开裂是由氢导致，并且硫离子或硫化氢对氢向材质内的扩散有一定的促进作用。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SSC性能，保证管道的安全。

2、硫化物应力腐蚀开裂（SSC）试验测试标准有哪些？

GB/T 4157-2006含硫化氢环境中金属抗特定形式开裂实验室方法

GB/T 4157-2017金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法

NACET TM0177-2016金属在硫化氢环境中抗应力腐蚀开裂试验

NACE TM0103-2003 评价湿硫化氢环境下钢板的抗应力导向氢致开裂性能的试验室试验方法

ISO 7539-2:1989金属与合金的腐蚀应力腐蚀试验第2部分:弯梁试样的制备和使用

GB/T 15970.2-2000金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第2部分:弯梁试样的制备和应用

ASTM G39-1999弯梁应力腐蚀试件的制备和使用的标准实施规程

3、硫化物应力腐蚀开裂（SSC）试验测试要点

（1）GB/T 4157-2006含硫化氢环境中金属抗特定形式开裂实验室方法

加力方式：A法 拉伸试验；B法 弯梁法；C法 C形环法；D法 双悬臂梁法

试样要求：A法分为直径（6.35±0.13）mm，试样长度≥100mm，工作段应长25.4mm，每组3个试样；当直径为（3.81±0.05）mm，试样长度≥100mm，工作段25.4mm，每组3个试样。

B法：两点弯曲宽15-25mm，长110mm-255mm，大加载应力（200MPa以上）试样，厚度要求0.8-1.8mm，每组3个样

C法：外径≥15mm，每组3个样

D法：常规样品110mm*30mm*10mm；薄样品T≥4.76mm；每组3个样品

试验溶液：溶液A 为5wt%NaCl+0.5wt%CH₃COOH;

溶液B为5%wtNaCl+0.23wt%CH₃COOH+0.4wt%CH₃COONa

温度压力：24℃±3℃，常压或高温高压

试验周期：720h

试验结果评定：试验断裂或完成720h后，在放大10倍下目测观察工作段裂纹

试验装置如下图：

（2）GB/T 4157-2017金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法（2018-06-01开始执行）

试验方法：A法：单轴拉伸法；B法：弯梁法；C法：C型环法；D法：双悬臂梁法；E法：四点弯法

试验溶液：

溶液A是一种经酸化的饱和H₂S盐水溶液，组成为5wt%NaCl+0.5wt%CH₃COOH+蒸馏水或去离子水；

溶液B是一种经酸化和缓冲的饱和H₂S盐水溶液，溶液B组成为5wt%NaCl+2.5wt%CH₃COOH+0.41wt%CH₃COONa+蒸馏水或去离子水；

溶液C是一种缓冲的盐水溶液，并满足特定要求的Cl-浓度、H₂S分压和PH的要求，溶液C的组成为0.4g/LCH₃COONa+NaCl（服役环境）+蒸馏水或去离子水；

溶液D是一种缓冲的盐水溶液，其氯化物含量、H2S分压以及PH符合中度酸性环境要求，其组成为：5wt%NaCl+0.4wt%CH₃COONa+蒸馏水或去离子水；

试验温度压力：24℃±3℃（方法D：24℃±1℃），常压或高温高压

试验周期：方法A、B、C、E：720h或断裂；方法D：由利益相关方决定

试验结果评定： A法、C法和E法是否断裂、是否有裂纹；方法B：临界应力Sc；方法D：临界应力强度因子。

试验装置如下图：

（3）NACET TM0177-2016金属在硫化氢环境中抗应力腐蚀开裂试验

加力方式：A法 单轴拉伸；B法 弯梁法；C法 C型环法；D法 双悬臂梁法；四点弯曲法试样要求：A法分为直径6.35mm，试样长度≥100mm，工作段应长25.4mm，每组3个试样；当直径为3.81mm，试样长度≥100mm，工作段25.4mm，每组3个试样。

B法：三点弯曲 67.3mm*4.57mm*1.52mm

C法：外径≥15.9mm，每组3个样

D法：110mm*30mm*10mm；每组3个样品

四点弯曲法：长110mm-130mm，宽15mm-50mm，厚度客供，每组3个样

试验溶液：溶液A 5wt%NaCl+0.5wt%CH₃COOH;

溶液B: 5%wtNaCl+2.5wt%CH₃COOH+0.41wt%CH₃COONa

溶液C: 0.4g/LCH₃COONa+NaCI (服役环境)

溶液D: 5wt%NaCl+0.4wt%CH₃COONa

试验温度压力：24℃±3℃（方法D: 24℃±1.7℃），常压或高温高压

试验周期：方法A、B、C时间为720h；方法D由客户决定

试验结果表示：A法和C法是观察是否有裂纹、断裂；方法B：临界应力Sc；方法D；临界应力强度因子

（4）NACE TM0103-2003 评价湿硫化氢环境下钢板的抗应力导向氢致开裂性能的试验室试验方法

试验原理：标准的双臂试验目的是评估钢在四点弯加载以及机械刻槽下应力导向氢致开裂，其中机械刻槽是每个梁受拉伸应力面应力导向开裂的起始点。刻槽点对于敏感材料是应力集中点，促进全厚度内部应力导向氢致开裂的产生。通过在双梁试样上集中位置刻槽，简化了对应力导向氢致开裂的评估。

试样要求：标准全尺寸DB试样由两个狭槽和矩形横剖面梁组成，试样每个横梁的尺寸为38mm宽、13mm厚，最小长度应为305mm。施加应力的定距栓直径应为13mm，两个定距栓的中心距为51mm，每根定距栓放在两根梁之间距试样中心25mm的位置。除长度外所有尺寸的允许误差范围应为±0.13mm。在两个构成DB试样的施加应力的梁上，在其拉伸的那一面使用直径为0.2mm的金属丝，通过电火花加工技术应加工一个深2.0mm的狭槽。槽的根部半径应为0.13±0.01mm。为了检查确认根部半径，在试验前应将梁的侧面用320号砂纸磨光后，在放大200X情况下检测。对于小样，试样每个横梁的尺寸为25mm宽、厚度不小于4.6mm，最小长度应为146mm，两个螺栓中心距121。施加应力的定距栓直径应为6.4mm，两个定距栓的中心距为38mm，每根定距栓放在两根梁之间距试样中心19mm的位置。

试验周期：168h

试验结果评定：观察并记录开裂和鼓泡情况、测定应力导向氢致开裂扩展的程度、开裂总长度以及连续和不连续开裂扩展的长度。