ASTMG111-2021a是由美国材料与试验协会(ASTMInternational)制定的关于高温或高压(或两者兼具)环境下腐蚀测试的核心标准指南,旨在为各类金属及合金材料在严苛腐蚀环境中的性能评估提供统一、规范的试验框架。该标准广泛应用于能源、化工、航空航天等领域,尤其对高压高温精炼氢设备用材料(如双金属不锈合金/钢板)的腐蚀测试具有重要指导意义,可与此前提及的“高压高温精炼氢设备用双金属不锈合金/钢板剥离性评定规程”协同使用,确保材料在极端工况下的安全性与可靠性。
一、标准范围与适用场景
1.1核心适用边界
ASTMG111-2021a明确适用于温度高于环境温度(通常≥50℃)、压力高于大气压(通常≥0.1MPagauge),或同时满足高温高压条件的腐蚀环境测试。其覆盖的腐蚀类型包括均匀腐蚀、局部腐蚀(如点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀)、应力腐蚀开裂(SCC)、氢致腐蚀(如氢剥离、氢脆)等,尤其针对气态、液态或气液混合介质(如高压氢气、高温水、酸碱溶液、烃类介质等)中的材料腐蚀行为评估。
1.2典型应用领域
能源领域:高压高温精炼氢设备(如加氢反应器、氢气管线)用材料的氢致腐蚀测试、核电站高温水系统材料的腐蚀性能评估;
化工领域:高温高压反应釜、换热器用合金材料的耐酸碱腐蚀测试;
航空航天领域:发动机高温部件(如涡轮叶片)在高压燃气环境下的腐蚀性能验证;
油气开采领域:深井开采设备用材料在高温高压油气介质中的腐蚀速率测定。
需特别注意的是,该标准为“指南性文件”,而非强制试验方法——它不规定具体的试验参数(如温度、压力、介质浓度),而是提供“如何设计、执行和评估”高温高压腐蚀试验的通用框架,用户需根据具体材料特性和实际工况,在标准指导下制定个性化试验方案。
二、标准更新与注意事项
2.1 2021a版本主要更新点
相较于旧版本(如ASTMG111-2015),2021a版本新增/修订了以下内容:
新增“气液混合介质的相平衡控制要求”,明确需监测介质相变温度与压力,避免试验过程中介质状态突变;
修订“氢脆试验的电化学监测方法”,推荐使用“氢渗透电流测试”实时监测氢在材料中的扩散速率;
强化“安全要求”,明确高压容器的“定期探伤周期”(每年一次超声探伤),及试验人员的“安全培训要求”(需掌握高压设备应急操作)。
2.2 关键注意事项
安全优先:高温高压试验存在爆炸、介质泄漏风险,需配备“防爆通风橱”“应急泄压管道”,试验人员需穿戴防化服、护目镜;
介质纯度控制:高压氢气中若含O₂、H₂S等杂质,会加速材料腐蚀,需通过“分子筛脱水”“活性炭脱硫”确保杂质含量≤1ppm;
数据重复性验证:平行试样的腐蚀速率相对偏差需≤15%,否则需排查“试样预处理差异”“设备温度波动”等原因;
腐蚀产物分析:建议通过XRD、SEM-EDS分析腐蚀产物成分(如Fe₃O₄、Cr₂O₃),辅助判断腐蚀机制(如氧化腐蚀、氢致腐蚀)。
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