在 SSC硫化物应力腐蚀开裂与 SCC(应力腐蚀开裂)检测中，材料表面处理是影响试验结果准确性的关键环节。表面状态(如粗糙度、清洁度、缺陷)会直接影响裂纹的萌生与扩展，不同标准(如 NACE、ASTM、ISO)对表面处理有明确规范。以下是具体要求及操作细节：

一、表面处理的核心目标

消除表面缺陷：去除机加工刀痕、氧化皮、毛刺等可能成为裂纹源的缺陷。

控制粗糙度：避免粗糙表面导致的应力集中，确保试验结果可重复。

杜绝污染：防止油污、金属碎屑、腐蚀产物等外来物质干扰介质与材料的相互作用。

二、通用表面处理步骤与要求

1. 机械加工与去毛刺

试样制备：

按标准(如 NACE TM0177)加工试样尺寸(如拉伸试样直径 6.35mm，标距 25.4mm)，机加工时需使用冷却液，避免高温导致材料局部硬化。

去毛刺：用细砂纸(≥600 目)或油石打磨边缘，确保棱角倒圆(半径≤0.2mm)，防止应力集中。

标准依据：NACE TM0177-2024 规定，试样表面不得有肉眼可见的划痕、凹坑，边缘需光滑无毛刺。

2. 打磨与抛光(关键步骤)

打磨流程：

粗磨：用 120-240 目砂纸沿单一方向打磨，去除机加工痕迹。

精磨：依次用 400、600、800 目砂纸交叉打磨(每道工序与上一道成 90°)，直至表面均匀无粗划痕。

抛光：使用 1000 目以上砂纸或金刚石抛光膏(粒度≤1μm)抛光至镜面效果，部分标准(如 ASTM G39)要求表面粗糙度 Ra≤0.8μm。

注意事项：

不锈钢试样需专用抛光工具，避免碳钢砂纸的铁屑残留(可用磁铁吸附碎屑)，防止电化学腐蚀干扰。

焊接接头试样需打磨焊缝及热影响区，确保表面状态一致(如去除焊渣、咬边等缺陷)。

3. 清洗与去油污

清洗介质：

丙酮、乙醇或异丙醇(脱脂)，禁用含氯溶剂(如三氯乙烯，可能残留 Cl⁻诱发 SCC)。

超声波清洗(可选)：将试样浸入溶剂中超声 10-15 分钟，去除微小颗粒污染物。

干燥要求：用无尘纸擦干或干燥氮气吹干，避免手直接接触表面(汗液中的 Cl⁻可能污染)。

4. 特殊表面处理(根据介质与材料调整)

去除氧化层：

碳钢试样若有氧化皮，可用 10% 盐酸溶液酸洗(浸泡≤1 分钟)，随后用去离子水冲洗并中和(如 5% 碳酸钠溶液)。

不锈钢试样可用硝酸 - 氢氟酸溶液(如 5% HNO₃+1% HF)钝化，去除表面贫铬层。

避免氢脆干扰：

若试样需电镀或化学镀(如锌层)，需控制氢脆风险(如镀后 200℃烘烤 24 小时去氢)，SSC 检测中氢脆可能与 H₂S 协同加剧开裂。

三、不同检测方法的表面处理差异

四、表面处理质量控制

粗糙度检测：用表面粗糙度仪测量，关键区域(如拉伸试样标距段)需多点检测，确保 Ra 值符合标准。

目视检查：在 10-20 倍放大镜下观察，表面不得有划痕、凹坑、氧化色或污染物残留。

清洁度验证：用干净棉球蘸丙酮擦拭表面，棉球应无明显污渍。

五、典型错误与规避措施

错误 1：打磨方向混乱导致应力集中。

规避：每道打磨工序沿单一方向进行，且下一道与上一道垂直，确保划痕均匀。

错误 2：清洗不彻底残留油污。

规避：使用分析纯级溶剂，清洗后用无尘纸擦干，避免接触试样表面。

错误 3：不锈钢试样接触碳钢工具导致铁污染。

规避：专用不锈钢打磨工具，抛光后用硝酸溶液钝化去除铁离子。

总结

SSC 与 SCC检测的表面处理需遵循 “无缺陷、低粗糙度、无污染” 原则，不同标准和试验方法对表面状态有细化要求。例如 NACE TM0177 强调粗糙度与清洁度，ASTM G 系列标准注重打磨方向与应力一致性。严格控制表面处理质量是确保检测结果可靠的前提，任何疏忽都可能导致裂纹萌生位置偏离预期，影响对材料抗开裂性能的准确评估。