对试验液中浸渍的棒状拉伸试验片负荷一定的负荷应力σ(MPa)，通过经过规定时间为止的断裂的有无来评价抗硫化物应力腐蚀开裂性，此时，将使用的包含平行部、肩部和夹持部的棒状拉伸试验片设定为如下的棒状拉伸试验片：肩部由具有2种以上的曲率半径的曲线形成，与平行部相接的一侧的曲率半径R1(mm)为15mm以上且满足(0.22σ‑119)≤R1≤100，进而具有曲率半径R1的曲线部分的试验片长度方向的长度X1(mm)满足X1≥√{(r/8)×(R1‑r2/4)}(其中，r：棒状拉伸试验片平行部半径(mm))，并且曲率半径R1比其他曲率半径大。由此，即使钢材是屈服强度为758MPa以上的高强度钢材，也可抑制肩部处的断裂的发生，能够适当地评价抗硫化物应力腐蚀开裂性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对湿润硫化氢环境(也称为酸性环境)下的油井管用钢管、管线管用钢管等的钢材的抗硫化物应力腐蚀开裂性(抗SSC性)进行评价的试验方法以及抗硫化物应力腐蚀开裂性优良的无缝钢管，特别是涉及屈服强度为110ksi级(758MPa级)以上的高强度钢材的抗SSC性评价以及抗硫化物应力腐蚀开裂性优良的无缝钢管。
技术介绍
近年来，随着石油、天然气的资源枯竭，以往暂缓开发的高深度且含有硫化氢(H2S)而形成腐蚀性强的酸性环境的油井和气井的开发得到推进。因此，对于开采用的油井管和输送用的管线管，要求在含硫化氢(H2S)的酸性环境下的抗SSC性优良，并且要求保持屈服强度为110ksi级以上的高强度。抗SSC性的评价一般例如依据非专利文献1、通过NACETM0177中规定的方法(方法A)来进行。该方法是如下的试验方法：使用通过机械加工从钢材裁取的棒状拉伸试验片(参照图2)，在标准溶液(例如H2S饱和5％NaCl(食盐)+0.5％CH3COOH(醋酸))中施加规定的应力，对经过720小时后是否发生断裂进行评价。需要说明的是，使用的棒状拉伸试验片如图2所示由平行部、肩部和夹持部构成。评价对象设定为平行部，在试验时，对平行部负荷例如钢材的标准屈服应力的下限值(SMYS；SpecifiedMinimumYieldStrength)的80～95％的应力。平行部在棒状拉伸试验片中直径最小，所负荷的应力比其他部位高。因此，在发生SSC断裂的情况下，在平行部的中央附近发生断裂，可以在平行部进行准确的评价。现有技术文献非专利文献非专利文献1：NACEStandardTM0177-2005。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题NACETM0177中规定的方法A是为了评价钢材的抗SSC性而通常广泛使用的方法。但是，在使用该方法对屈服强度YS为110ksi以上的高强度钢材评价抗SSC性的情况下，有时在平行部不发生断裂而在本来不断裂的肩部发生断裂。特别是存在负荷应力越高、其发生频率越高的问题。若在肩部发生断裂，则无法在平行部进行评价，因此无法对钢材的抗SSC性进行准确的评价，存在试验被判定为无效的情况。这种情况下，需要进行再试验。若进行再试验，则存在如下问题：不仅试验用的钢材、溶液和试验费用会造成浪费，而且是长时间的试验，因此产生大量的时间损失。因此，本专利技术的目的在于解决上述的现有技术的问题，提供特别是即使是屈服强度YS为110ksi以上的高强度钢材也能够适当地评价钢材的抗SSC性的钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验方法。需要说明的是，在此所述的“硫化物应力腐蚀开裂试验”是指，利用按照NACETM0177方法A的恒载荷试验的试验。用于解决问题的方法本专利技术人为了实现上述目的，对于钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验中的影响试验片肩部发生断裂的各种因素，特别是着眼于棒状拉伸试验片的肩部形状和负荷应力，进行了深入研究。结果，得到如下的见解。本专利技术人发现：(1)在钢材为例如APISpecification5CT中标准化的碳钢的情况下，随着硫化物应力腐蚀开裂试验的进行，腐蚀产物在试验片整体上均匀地附着，由此使腐蚀的进行变得缓慢；但是，(2)在试验片的肩部，在试验中附着于试验片表面的腐蚀产物容易产生裂纹，另外，特别是负荷应力越高，其倾向越强；(3)对于肩部处的腐蚀产物的裂纹的产生，在肩部处的载荷负荷方向(试验片轴方向)的应力梯度大的位置产生，在肩部和平行部的边界附近的应力集中部未必产生；(4)若在腐蚀产物产生裂纹，则试验片的新生面露出，在该部位，进一步进行不均匀的腐蚀；(5)若进行了不均匀的腐蚀的部位的深度超过针对抗SSC性的临界尺寸，则以此为起点，试验片发生断裂。基于这种见解，新发现：即使在平行部不发生SSC的情况下，也可能在肩部发生SSC，试验片发生断裂。由这种情况想到：为了避免肩部处的断裂，重要的是抑制肩部处的腐蚀产物的裂纹产生。并且发现，通过将试验片肩部的形状适当化，使肩部处的载荷负荷方向(试验片轴方向)的应力梯度减小，能够防止肩部处的腐蚀产物的裂纹产生。本专利技术人想到：使本专利技术中用于抑制肩部处的断裂的试验片肩部的形状为具有多个曲率半径、最接近平行部的肩部的曲率半径大、随着向着夹持部侧变动、曲率半径更小的形状。即，本专利技术人发现：为了防止肩部处的断裂，需要使试验片肩部的曲率半径为与试验时的负荷应力和试验片平行部直径对应的曲率半径。需要说明的是，还发现：在试验片夹持部附近的肩部，为了防止夹持部附近的断裂，重要的是减小曲率半径、增大应力变化。在此所述的“试验片肩部的曲率半径”意指，在具有平行部、肩部和夹持部的棒状拉伸试验片中，形成肩部的曲线(包括中心轴的长度方向截面上的曲线)的曲率半径。本专利技术是基于上述发现并进一步进行研究而完成的专利技术。即，本专利技术的主旨如下所述。(1)一种钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验用棒状拉伸试验片，其是用于钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验的棒状拉伸试验片，其特征在于，具有平行部、肩部和夹持部，上述肩部的截面形状由具有2种以上的曲率半径的曲线形成，与上述平行部相接的一侧的上述曲线的曲率半径R1(mm)为15mm以上且依据硫化物应力腐蚀开裂试验的负荷应力σ(MPa)满足下述(1)式，(0.22σ-119)≤R1≤100…(1)(其中，σ：硫化物应力腐蚀开裂试验时的负荷应力(MPa))，进而具有上述曲率半径R1的曲线部分的试验片长度方向的长度X1(mm)满足下述(2)式，X1≥√{(r/8)×(R1-r2/4)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验用棒状拉伸试验片，其是用于钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验的棒状拉伸试验片，其特征在于，具有平行部、肩部和夹持部，所述肩部的截面形状由具有2种以上的曲率半径的曲线形成，与所述平行部相接的一侧的所述曲线的曲率半径R1(mm)为15mm以上且依据硫化物应力腐蚀开裂试验的负荷应力σ(MPa)满足下述(1)式，进而具有所述曲率半径R1的曲线部分的试验片长度方向的长度X1(mm)满足下述(2)式，并且所述曲线的其他曲率半径比所述曲率半径R1小，(0.22σ‑119)≤R1≤100…(1)其中，σ为硫化物应力腐蚀开裂试验时的负荷应力(MPa)，X1≥√{(r/8)×(R1‑r2/4)}…(2)其中，r为拉伸试验片平行部半径(mm)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 JP 2014-1484491.一种钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验用棒状拉伸试验片，其是用于钢材的硫化物应力腐蚀开裂试验的棒状拉伸试验片，其特征在于，具有平行部、肩部和夹持部，所述肩部的截面形状由具有2种以上的曲率半径的曲线形成，与所述平行部相接的一侧的所述曲线的曲率半径R1(mm)为...
【专利技术属性】
技术研发人员：柚贺正雄，石黑康英，藤村和树，冈津光浩，菅野善之，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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