通常采用單軸拉伸試樣的恒載荷試驗是對各向同性材料進行實驗的首選方法,如圖1所示。試驗過程中,將試樣的整個標距段浸泡在試驗液中,并且保證新鮮的H₂S氣體不斷的補充到實驗容器中。對于常溫常壓的實驗條件,可以用應力環裝置來進行,而高溫高壓下的試驗則必須要在高壓釜內進行并配以可施加持續載荷的實驗機裝置進行加載。
 

　　對于耐蝕合金系列材料,進行恒載荷和持續載荷試驗時,所施加的強度為材料在試驗溫度下真實屈服強度的90%。在試樣的準備及實驗的過程中需要注意:試樣標距部分和密封面的光潔度;加載時防止過載;試樣接觸溶液的部分與其他金屬絕緣(GHSC試驗時除外);容器中所加入的溶液體積與試樣的表面積的比值在30±10m1/cm²范圍內。

　　通常判定試樣在720h內為發生斷裂即為合格,反之若在小于720h內產生標距內斷裂則認為不合格。如果斷裂位置不在標距范圍內,試驗失效。
 

　　四點彎曲和C環試驗是通過施加恒定的總應變(撓度)來對試樣進行加載的,對于耐蝕合金系列材料,進行SSC和SCC試驗時,試樣應承受試驗溫度下試驗材料的100%真實屈服強度。值得注意的是,對于在試驗溫度及載荷下可能由于蠕變而松弛的材料不適合用這種總應變的方法進行評估。
 

　　試驗中需要注意的是,由于四點彎曲和C環試驗是試樣整體浸泡在測試溶液中,四點彎曲樣品的加持部件與試樣絕緣,C環的緊固螺紋應與試樣選擇同一種材料或者絕緣,以避免電偶作用產生的影響。當然在考慮電偶作用時除外。
 

　　通常判定試樣在720h內為發生斷裂即為合格,反之若在小于720h內產生標距內斷裂則認為不合格。

　　IS015156中指出可以替代上述恒載荷或者恒應變試驗方法的動態試驗方案,即雙懸臂梁(DCB)試驗和慢應變速率(SSR)試驗。DCB試驗主要是對開裂機理進行研究的—種方法,而SSR試驗是近年來被采用的—種相對快速簡便的方法。SSR試驗可以用來對金屬材料抗各種環境開裂如SCC、氫脆及液態金屬開裂性能進行評估。SSR試驗已成為許多實驗室進行耐蝕合金用于井下部件材料評估越來越常見的實驗方法。對于不銹鋼和鎳基合金材料在模擬高溫油田環境下的抗SCC性能,SSR試驗是一種非常有效的方法。EFC17中也將SSR試驗作為SSC/SCC試驗的補充方法。
 

　　SSR試驗—般以2.5×10^-9 ~2.5×10^-7m/s這種相對較慢的速率(對于標距為25.4mm的試樣,相應的應變速率為1×10^-7~1 ×10^-5m/s)進行拉伸試驗,試驗進行到拉伸斷裂為止。
 

　　在耐蝕合金系列油管材料中,對馬氏體不銹鋼材料可以采用1×10^ˉ6m/s的應變速率進行試驗,而對于鎳基合金及其他奧氏體材料可以采用4×10^-6m/s的應變速率進行試驗。
 

　　SSR試驗可以得到失效總時間、面積收縮率及延伸率等實驗結果。將模擬環境下的實驗結果與室溫空氣氣氛下的實驗結果相對比,通過比值的大小就可以對材料的抗SCC性能進行評估。同時還可以對試樣的斷口形貌進行觀察,并根據韌脆斷裂的百分數比之進行評級。例如對于固溶冷加工的鎳基合金系列材料,比值不小于0.80即認為材料通過了SSR試驗。
 

耐蝕合金油并管研究現狀
 

　　據API網站公布的資料,截至2006年7月4日,我國已取得和正在申請API5CT證書的企業共133家,占全世界的50%左右。因此,無論從生產能力還是從生產企業的數量上看,我國已經是名副其實的油井管生產大國。但是我國出口的油井管大多屬于低端產品,對于高技術含量、高附加值的高端油井管,如高韌性超高強度油井管、不銹鋼及鎳基合金油套管、特殊螺紋接頭油套管、膨脹套管等基本依賴進口。
 

　　目前耐蝕合金油井管的生產企業主要集中在日本、歐洲和美國。主要的廠家包括:日本的住友、歐洲的VAM、瑞典的Sandvik、美國特鋼以及德國的克虜伯等。這些廠家在耐蝕合金油井管的研究與生產上積累了大量的經驗,在產品上都形成了系列的產品。
 

　　在我國,耐蝕合金油井管的研制近幾年取得了很大的起步,具有規模生產能力的鋼種有超級13Cr系列馬氏體不銹鋼油套管、鎳基合金油套管產品等。隨著勘探開發的難度加大,勘探開發環境越來越惡劣,國內外油田用戶對耐蝕合金油井管的需求量也在不斷的增加。因此加快我國耐蝕合金油井管產品的批量化供應能力,對提升我國鋼管行業的制造水平和對耐蝕合金的學科認識具有重要的意義。

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