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GB／T 41755-2022 酸性环境中管线钢管开裂敏感性试验 全环试样椭圆变形法.pdf简介：

GB/T 41755-2022 是中国国家标准，其中“酸性环境中管线钢管开裂敏感性试验” 是一种用于评估管线钢管在酸性环境中的耐腐蚀性能和开裂风险的测试方法。全环试样椭圆变形法是其中的一种具体试验技术。

这种方法的基本原理是将管线钢管制作成全环形试样，然后将其置于酸性环境中进行腐蚀。在试验期间，通过对试样进行变形测量（比如通过测量试样直径的变化），来评估钢管在酸性环境下的应力腐蚀开裂敏感性。试样的椭圆变形是通过测量试样在径向和轴向的长度变化，反映试样在不同方向上的膨胀或收缩，如果试样在酸性环境下显示出显著的椭圆变形，说明其在该环境下开裂风险较高。

这种方法有助于评价管线材料在特定腐蚀环境下的耐久性，为材料选择和工程设计提供科学依据。

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本文件规定了采用一段完整的管段样品测试管线钢在酸性环境（含H2S的低pH值水溶液环境） 中开裂敏感性的试验方法。

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T4157一2017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 GB/T6682一2008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8923.1一2011涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过 的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级 NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分：超声检测

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件居住建筑热环境和节能设计标准DB32 4066-2021.pdf，其最新版本（包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T4157一2017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 GB/T6682一2008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8923.1一2011涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过 的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级 NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分：超声检测 3术语和定义 下列术语与定义适用于本文件。 3.1 应变strain 单位长度内长度变化比率（如mm/mm)。 注：常用微应变（e，即应变的百万分率)表示。 3.2 主应变principalstrain 通过实测应变值计算出测量面上一点的互成90°的最大和最小应变水平。

下列术语与定义适用于本文件。 3.1 应变strain 单位长度内长度变化比率（如mm/mm)。 注：常用微应变(e，即应变的百万分率)表示。 3.2 主应变principalstrain 通过实测应变值计算出测量面上一点的互成90°的最大和最小应变水平。

试验气体H2S纯度应大于99.9% 应使用纯度不低于99.998%的氮气、氩气或其他合适的、不会与试剂（重

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的情性气体除氧。 4.3氯化钠(NaCI)、乙酸(CHCOOH)、醋酸钠(CHCOONa)等试剂和溶剂为化学纯或以上， 4.4试验用水应为不低于GB/T6682一2008三级的蒸馏水或去离子水。

5.1.1 外部加载组件由两个加载块和四个及以上均匀负载、分配载荷的加载螺栓组成。 5.1.2加载组件在加载时不应发生弯曲变形，外部加载示意图见图1。

5.2.1盖板和底座分别安装在环型试样的两端，使得盖板、底座和环型试样共同组成一个试验单元。 盖板和底座的安装不应使用焊接方式，宜通过密封圈和螺栓将底座和盖板夹紧以实现密封。盖板和底 座示意图如图2所示。 5.2.2盖板和底座应选用不与试验溶液发生反应或在试验环境中降解的材料。 5.2.3盖板和底座的选材及厚度应满足防止试验过程中H2S泄漏及O2混入的要求，还应具有足够的 强度以承受试验溶液上部形成的气压。 5.2.4盖板应有通人试验气体的进气口、排出试验气体的出气口，以及用于溶液导人导出的导液口。 5.2.5辅助元件：辅助元件包括用于盖板和底座密封的密封圈和螺栓。辅助元件应使用不与试验溶液 卫试验气体发生反应同时不金在试验过租中发生降解的村料

6.1本文件规定试验方法可选用下列两种溶液进行试验： a）GB/T4157—2017试验溶液A； b）模拟油田采出水、注人水等输送流体介质的试验溶液。 6.2除非另有要求，试验溶液温度应保持在（24士3）℃。

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图2盖板和底座示意图

7.1带环焊缝的试样，环焊缝应位于试样管段中间位置。为保留加工及焊接过程中产生的残余应力， 试样长度应不小于其外径。 7.2应在试样评价区域外表面施加最大载荷位置进行标记，以保证能准确地施加载荷。 7.3碳钢试样表面处理：试样内表面应喷砂至GB/T8923.1一2011中Sa2%清理等级；耐蚀合金试样 表面处理：试样内表面仅去除油污，除非用户有特殊要求，不应对试样内表面进行喷砂等带有磨损性的 处理。 7.4端面处理：试样两端应加工出清洁平整的表面，端面粗糙度不大于0.8um，以保证后续气密配合。 7.5当加载块与试样焊缝接触时，应去除接触位置焊缝余高。

试验前超声检测的目的是能够与试验后检测结果进行定量比较。试验前，试样管段应： T47013.3规定的超声检测程序进行全范围的超声检测。超声检测时应使用无硅耦合剂

8.2.1应变片的使用

使用应变片以及对试样实际加载前，需要选择施加应力的两处最大点，最大应力位置应选在紧邻焊 逢的区域或超声波发现的异常区域。应在试样内表面两处应力最大点处粘贴应变片，用以监测载荷和 定所施加载荷产生的应力。可根据如下分类对试样进行应变片排布： a）无缝试样； b）仅带一条直缝焊缝的试样； c）仅带一条螺旋焊缝的试样； d）仅带一条环焊缝的试样； e）带有直缝焊缝或螺旋焊缝的试样通过环焊缝焊接，环焊缝两侧试样的壁厚相同； f）除环焊缝两侧壁厚不同外其他与e)相同； g）无缝管试样与直缝管试样通过环焊缝焊接，环焊缝两侧试样的壁厚相同； h）除环焊缝两侧壁厚不同外其他与g)相同。 不同类型管线钢应变片粘贴位置及测量程序按附录A执行。 上述每种试样应分别考虑应变测量方式及加载类型。

一般要求最大加载应力为72%或80%的名义最小屈服强度，也可根据用户要求施加加载应力。 一旦载荷被施加，应记录应变片采集的数据并转化为对应的应力值，每组加载块均应记录施加的应 力值。加载后的环型试样应至少放置30min，并进行应力监测以确保未发生应力松弛，否则应修正载 荷。最终确认施加载荷满足试验要求后，应去除应变片，去除应变片过程中应避免破坏或划伤试样管段 的内表面，随后对应变片粘贴区域及其他受污染区域进行清洗及除油。

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9.1为防止试验过程中H2S气体泄漏造成的危害，组装好的试验单元应置于带有H2S实验安全保障 装置的实验室内进行试验。 9.2试验溶液应采用4.2规定的情性气体除氧。除氧应在密闭容器中进行，以100mL/min的流量通 入情性气体，除氧时间为每升溶液至少通人1h，试验溶液体积较大时也可采用较高流量进行除氧以缩 短除氧时间。 9.3应对加载后的试样管段与盖板和底座组成的试验单元，以100mL/min的流量通人情性气体，除 氧时间为每升溶液至少通人1h，试验溶液体积较大时也可采用较高流量进行除氧以缩短除氧时间。 9.4将9.2中已经除氧备用的试验溶液通过密闭系统导人9.3中预先除氧的试验单元内，通入情性气 体进一步除氧，直至试验单元内的试验溶液除氧至氧浓度小于或等于50×10一”。 9.5除氧完成后，试验溶液以100mL/min～200mL/min的速度和按每升溶液通气20min的时间持 续通人H2S气体并达到饱和，然后开始计时。在试验期间，以低流速（每分钟几个气泡）维持H2S在试 验单元内的连续流动，试验单元通过出气口可持续地排出H2S气泡。 9.6完整环型试验的试验时间一般推荐为30d。根据用户需求，可延长试验时间。

10.1试验结束后，应采用情性气体除去H2S，之后将试验单元内的试验溶液排干并对试样管段进行 卸载。 10.2依据8.1对试样管段进行超声检测，记录异常显示，并在显示处进行标记。同时，在异常显示处 取样进行金相分析，判定是否存在裂纹。 10.3若试样经超声检测未发现异常显示，宜按NB/T47013.4对试样内壁进行磁粉探伤或按 NB/T47013.5进行渗透检测，并对高应力区域中至少两处位置取样进行金相分析。

试验报告应包括以下内容： a) 本文件编号； b ? 试样的名称、规格、尺寸、材质、钢级； 试样的屈服强度、加载应力； ? d) 2 溶液配制、除氧过程、试验温度、试验时间、H2S饱和情况； e) 试样是否破裂； f) 试验前后超声检测数据、试验后金相分析结果等。

采用外部加载块和加载螺栓进行加载。试样应置于两加载块中间，与加载块所接触两点的内表面 获得最大拉伸应力，加载块加载的最大应力位置标记为0°和180°。

A.2粘贴应变片前试样的表面处理

所有用来进行应变测量的区域应使用除油剂进行除油。 首先应对测量点进行标记。然后应在测量点中心约25mm×25mm区域使用180#/240#砂轮 轻轻打磨，随后使用320#/400#砂纸手工抛光。手工抛光操作时应进行旋转打磨以防止线性应力增 加。焊缝处的测量点，应确保打磨和抛光延伸至焊趾处。这些操作应避免用力过大，以减少残余应力 引人。 随后对打磨和抛光后的测量点进行最终标记，若应变片生产商另有其他表面处理要求，应按照应变 片生产商所述方式进行试样表面处理。

应使用电阻箔式应变片。应变片的标称电阻值应为120Ω，管径不大于152.4mm的环型试样应 用栅长为1mm的应变片，管径大于152.4mm的环型试样应使用栅长为2mm的应变片。 注1：经客户许可可使用其他栅长应变片。 注2：为进行静态测量，推荐使用下列结构形状的应变片： a）单轴； b）90°直角重叠/T形测量/二轴； c）45花式重叠。 应变片应进行适合于环型试样材料的自温度补偿，应在一10C～30C温度范围内具有稳定性。 应将应变片一单元（敏感栅）置于环型试样的环向。 测量栅的中心通常距任何所遇焊缝焊趾的标称距离为3mm~3.5mm。

黏合剂应与应变片相匹配，保证应变片与试样表面黏结良好

所有应变片接线应由三芯0.08mm的Cu/PVC铠装电缆制成，并采用三线四分之一桥接方式连提 到设备上。 应通过接线端子将主输出接线连接到复合测量接线

应使用专门设计的应变片安装试验设备对所有应变片进行检验陕16G12 高延性混凝土加固砌体结构图 集.pdf，以确保满足下列要求： a 应变片电阻对标称值的偏差在士1%以内；

b） 对地绝缘电阻超过2000MQ； ? 测量胶层有效黏合。

应变片测试验收后，应将安装好的应变片连接至合适的应变测量检测设备， 注：宜对设备进行校准，使其测量精度达到士1。

90°直角应变片应置于如图A.1所示位置，沿环型试样中心环向分布。

A.8.3直缝焊缝试样

某国道先张法桥梁工程实施性施工组织设计GB/T 417552022

图A.1无缝环型试样应变片位置