鋼材在含硫化氫等酸性環(huán)境中，因腐蝕產(chǎn)生的氫侵入鋼內(nèi)而產(chǎn)生的裂紋稱為氫致開裂（HIC）
英文全稱是：Hydrogen induced cracking。
國標GB/T8650-2006《管線鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評定方法》，規(guī)定了管線鋼和壓力容器鋼板在含有硫化物水溶液的腐蝕環(huán)境中，由于腐蝕吸氫引起的HIC的評定方法。
美標NACE TM0284管道、壓力容器抗氫致開裂鋼性能評價的試驗方法,規(guī)定了HIC氫致開裂的評定方法。
硫化氫是石油和天然氣中{zj1}腐蝕作用的有害介質(zhì)之一，在天然氣輸送過程中，硫化氫對輸送管線的應力腐蝕占很大比重。在濕硫化氫環(huán)境中使用時，硫化氫能導致碳鋼內(nèi)部出現(xiàn)氫鼓泡（HB）、氫致開裂（HIC）和應力導向的氫致開裂（SOHIC）。
一、類型
在石油天然氣行業(yè)和石化行業(yè)中，如果在濕H2S環(huán)境下選用碳鋼或低合金鋼，那么鋼板會發(fā)生很嚴重的脆化。
這種脆化的機理是：H2S與鋼材表面發(fā)生腐蝕反應產(chǎn)生氫，而后氫又被鋼材吸收導致氫脆。對于低合金鋼來說，這種破壞可分為以下幾種類型：
1）氫誘導開裂（HIC）。HIC不需要應力就可以在鋼材內(nèi)部產(chǎn)生并傳播。
2）硫化物應力開裂（SSC）。SSC主要出現(xiàn)在硬度高的區(qū)域，如焊縫區(qū)。
3） 應力方向氫誘導開裂（SOHIC）。事實上，SOHIC可被看作是HIC和SSC共同作用的結(jié)果。
4）氫致延遲裂紋：容器在焊接過程中，焊接材料中水分或油污在電弧高溫作用下分解產(chǎn)生氫，這些氫一部分進入熔融的焊縫金屬中，當焊縫冷卻時來不急擴散出去形成局部高壓而導致焊縫出現(xiàn)微裂紋的現(xiàn)象。
二、 分類
1）氫脆：各種情況下產(chǎn)生的氫原子直接滲透到鋼內(nèi)部后，使鋼晶粒間原子結(jié)合力降低，造成鋼材的延伸性、斷面收率降低，強度也發(fā)生變化。
氫致開裂 - 氫脆理論
在裂紋{jd0}有與陽極反應相應的陰極反應發(fā)生。所生成的氫或加工氫進入鋼中引起氫致開裂。
2）氫腐蝕：氫與鋼中的碳化物發(fā)生反應產(chǎn)生甲烷，甲烷氣體不能從鋼中擴散出去，聚集在晶粒間形成局部高壓，造成應力集中，進而使鋼材產(chǎn)生微裂紋或鼓泡。
三、氫致開裂試驗方法及過程
試驗方案：HIC氫脆試驗NACE TM0284-2011
試驗標準：GB/T 8650-2006
試驗周期：8工作日
備注：
試驗介質(zhì)：
溶液A：常溫常壓，含飽和硫化氫的氯化鈉醋酸溶液
溶液B：常溫常壓，含飽和硫化氫的人工海水
試樣推薦尺寸：
100mm*20mm*實際厚度（30mm）
試樣要求
樣品尺寸：長100mm，寬20mm。
1）厚度<30mm：平行取樣，同一產(chǎn)品取1組樣品，數(shù)量為3個；
2）30mm≤厚度<88mm：階梯取樣，同一產(chǎn)品取1組樣品，數(shù)量為3個；
3）厚度≥88mm：階梯取樣，1樣品厚度<30mm，按實際厚度取{zd0}數(shù)量樣品數(shù)
四、 試驗步驟
試樣的浸泡
1. 試樣放置在試驗容器中,寬面直立，用有機玻璃制成的架子將試樣與容器及其它試樣隔開，試樣的縱軸可垂直或水平。
2. 試驗溶液體積與試樣總表面積的最小比率為3 mL/cm2。并保證試樣wq浸沒在溶液中。
3. A溶液應由含5.0 % NaCl（wt）和 0.50 %（wt）CH3COOH 的蒸餾或去離子水構(gòu)成，例如：50.0 g NaCl 和5.00 g 的CH3COOH 應溶解在每945g蒸餾或去離子水中。初始pH值為2.7 ±0.1，所有加入試驗溶液試劑的數(shù)量誤差不能超過給定量的±1.0%。如果使用B溶液，將人工海水充入試驗容器中，并測量和記錄pH值，其有效值為8.1～8.3范圍內(nèi)。之后，進行除氧和導入H2S氣體。
除氧和H2S 的導入
1. 應從試驗容器底部引入氮氣和H2S氣體。
2. 密閉容器應用氮氣進行除氧，除氧時間大于1小時。試驗容器被充滿后應立即進行除氧處理，流速至少為100 mL /分每升試驗溶液。
3. 除氧后，通入H2S氣體，速率應至少為200 mL/分每升試驗溶液，持續(xù)時間為60分鐘。然后，必須保持H2S氣體正壓。用碘滴定法測定試驗溶液中H2S的濃度，H2S最小濃度應為2300ppm。
pH值測定
1. 試驗開始時pH值：試驗開始時的pH值應在H2S達到飽和狀態(tài)后立即測量，A溶液的初始pH值應不超過3.3；B溶液的初始pH值應在4.8～5.4范圍內(nèi)。溶液飽和之后再以低流速（每分鐘幾個氣泡）向溶液中繼續(xù)充入H2S氣體，直到到實驗結(jié)束。
2. 試驗終止時pH值：試驗終止時，應測定溶液的pH值。對溶液A，有效試驗的pH值應不超過4.0；對B溶液，有效的pH值應在4.8～5.4范圍內(nèi)。
試驗持續(xù)時間
試驗持續(xù)時間96小時。初期導入H2S氣體60分鐘后，為試驗開始計時時間。
試驗溫度
試驗溶液的溫度應為25±3℃。
試驗結(jié)束
1. 向溶液中通入N2氣兩小時以上，除去溶液中的H2S氣體。
2. 除去H2S后打開容器取出試樣，用無水乙醇清洗試樣，對試樣進行評定。
五、試樣的評定
1. 試樣取出晾干后，用600#砂紙打磨表面，觀察是否存在氫鼓泡。
2. 之后，每件試樣應按如圖2～6所示進行切割，并檢查剖面。
3. 如有必要，應對每個剖面進行金相拋光、浸蝕處理，將裂紋與小的夾雜物、分層、擦痕或其它不連續(xù)區(qū)別開來。處理時應只對截面進行輕微浸蝕處理，重的浸蝕處理可導致小裂紋模糊。
4. 裂紋測量方法應如圖8所示。測量裂紋的長度和寬度時，相距小于0.5mm的裂紋應視為一個裂紋。所有放大100倍可識別的裂紋均應計算在內(nèi)。但那些全部位于內(nèi)、外面1mm內(nèi)的裂紋除外。（在檢測某些斷面時，可能需要更高的放大倍數(shù)，以區(qū)分是微小裂紋、還是夾雜物、側(cè)面點蝕或其它的不連續(xù)現(xiàn)象。）
5. 每一截面應用等式(1)、(2) 、(3)計算和報告比值，并計算出每個試樣的平均值。
式中：a為裂紋長度 b為裂紋厚度 W為截面寬度 T為試樣厚度
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