[发明专利]焊材熔敷金属氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试件的制备方法

说明书

技术领域

焊材熔敷金属氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试件的制备方法，属于高含硫(硫化氢)天然气田用抗硫焊接材料耐腐蚀性能检测试件的制备和性能评价领域。

背景技术

目前，评价抗硫材料耐腐蚀性能采用的主要手段就是：按照NACETM0284-2005(管道、压力容器用钢抗氢致开裂评价的试验方法)和NACETM0177-2005(H₂S环境下金属抗硫化物应力腐蚀开裂和抗应力腐蚀开裂的实验室试验方法)的标准对抗硫材料进行标准液的氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试验，通过以这两个试验为标准来确定材料的抗硫性能。

当前，国内外相应的材料标准、规范只规定了抗硫管材、板材进行氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC耐腐蚀试验试件的制备方法，对焊材熔敷金属进行氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC耐腐蚀试验试件的制备方法没有规定，所以抗硫焊材目前暂时无法通过耐腐蚀试验来确定其抗硫性能是否能够满足实际要求。没有适用的抗硫焊材抗硫性能检测方法一直是制约抗硫材料使用的技术瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的抗硫焊材无法通过耐腐蚀试验来确定其抗硫性能是否能够满足实际要求的问题，根据抗硫焊材抗氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC的机理，结合常规抗硫管材、板材料进行的焊材熔敷金属氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试件的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该焊材熔敷金属氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试件的制备方法，其特征在于：按照如下步骤制备试件。

1.1选择一定厚度的低合金高强钢板作为堆焊试板；

1.2焊接前将钢板表面进行彻底清理；

1.3将钢板预热到100-150℃；

1.4采用对称焊接的方法在钢板上进行堆焊焊接；

1.5试板每面需要焊接焊道8-12层，

1.6同一层焊道的焊接方向一致，上层焊道的焊接方向与下层焊道的焊接方向相反；

1.7焊材熔敷金属厚度为20-22mm；

1.8清除焊材熔敷金属表面杂质含量较高的熔敷金属表面层；

1.9按照标准切割耐腐蚀试件并取样。

步骤1.1堆焊试板的规格为300×200×30mm，抗拉强度大于等于490MPa。

步骤1.3为使用火焰加热或者采用履带式电加热方式将试板加热到100-150℃。

步骤1.8去除熔敷金属表面层的厚度为2.5-3.5mm。

步骤1.9制取试件是垂直焊接方向采用机加工的方式制取耐腐蚀试件。

采取用待检焊材在钢板上堆焊的方式，焊接一定厚度的化学成份均匀、组织结构稳定、晶粒大小适中的焊材熔敷金属，然后按照NACETM0284-2005(管道、压力容器用钢抗氢致开裂评价的试验方法)和NACETM0177-2005(H₂S环境下金属抗硫化物应力腐蚀开裂和抗应力腐蚀开裂的实验室试验方法)的标准，制取焊材熔敷金属的氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试验用试件，通过对焊材熔敷金属进行标准液的氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC耐腐蚀试验，来检验抗硫焊材的耐腐蚀性能。

与现有技术相比，本发明的焊材熔敷金属氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC试件的制备方法所具有的有益效果是：在一定强度等级的试板上对称堆焊一定厚度的焊材熔敷金属，通过多层对称焊接、控制焊接方向、控制焊接应力和变形等措施，使堆焊在试板上的焊材熔敷金属化学成份、组织结构、晶粒大小、力学性能等技术指标接近试验焊材的实际性能，然后按照NACETM0284-2005(管道、压力容器用钢抗氢致开裂评价的试验方法)和NACETM0177-2005(H2S环境下金属抗硫化物应力腐蚀开裂和抗应力腐蚀开裂的实验室试验方法)的标准，制取焊材熔敷金属的氢致开裂HIC和硫化物应力开裂SSC耐腐蚀试验的试件。

某气田地面集输工程通过这种试样制备方法，三家耐腐蚀试验室制备了9种焊材、13组焊材熔敷金属的耐腐蚀试验的试件，对比试验结果表明：本试样制备方法能够满足焊材熔敷金属的耐腐蚀试验试样要求：

焊接接头氢致开裂HIC试验结果：氢致开裂HIC试验后清理试样，经肉眼观察，所有试样表面没有氢鼓泡现象；在金相显微镜下放大100倍检察检测面，试样表面没有氢鼓泡现象，检测面没有氢致开裂HIC裂纹。