NACE TM 0177-2016 Method C采用C形环试样，在恒位移条件下评价金属在饱和H₂S水溶液中的抗应力腐蚀开裂（SSC）能力。相比需复杂加载框架的MethodA拉伸法，C形环仅需螺栓或楔块施加位移即可在外表面产生均匀拉应力，特别适合厚壁管材、大型锻件及焊缝区域的现场切片，是石油天然气、炼化、氢能领域检测高硬度材料SSC敏感性的主流手段之一。

加载机理与应力计算

C形环可简化为曲梁模型：在外圆开口并压入位移Δ后，外表面最大拉应力σ=6ΔEt/πD²，其中E为弹性模量，t为壁厚，D为平均直径。通过调节Δ即可在0–100%AYS范围内设定目标应力，误差一般<3%。试验过程中位移保持恒定，随着裂纹萌生扩展，有效截面减小，应力逐渐升高，可快速筛选材料的临界SSC应力。

试样加工与尺寸选取

标准推荐外径D₀=25–100mm，壁厚t=2–10mm，宽度w=15–25mm；开口角度为60°，两端磨平并钻φ6mm圆孔以便装夹。轧制方向应与环向一致，以暴露最不利取向；对焊缝检测，需将熔合线置于外表面中心。加工后表面Ra≤0.8μm，棱边倒钝0.2mm，防止局部应力集中导致非SSC源裂纹。

溶液与环境控制

试验介质为NACEA溶液：5%NaCl+0.5%CH₃COOH，初始pH2.6–2.8。试验容器采用透明玻璃或PMMA箱，通入100%H₂S除氧2h后保持饱和，温度24±3℃。每24h用碘量法测定H₂S浓度，若<2300ppm或pH>4.0，立即更换溶液并重新计时。箱内放置硅胶干燥管，防止水蒸气冷凝滴落造成缝隙腐蚀。

加载装置与位移标定

常用两种加载方式：

螺栓-螺母：对称拧入测力套筒，千分表测量开口位移Δ，加载后点焊防松；

楔块-压板：一次性压入固定楔角，适合现场无精密量具时使用。

目标应力通常取0.72×AYS，对应Δ按公式计算。对X65管线钢（AYS=450MPa，E=210GPa，D=60mm，t=6mm），Δ约0.28mm。加载后采用0级塞尺复检，位移偏差≤±0.01mm，对应应力误差<2%。

试验流程与检查节点

0h：测量厚度、平均直径，计算Δ并加载，拍照记录初始外表面；

24h：取出冲洗，目视检查若出现≥1mm裂纹即判废；

168h、336h、504h、720h：每次在20×显微镜下观察外表面，记录裂纹位置、长度；

任何时刻发现裂纹，继续暴露至720h，以收集裂纹扩展动力学数据。

试验结束对裂纹环做横截面金相，测定最大裂纹深度a，计算深径比a/c。

结果评定与复验规则

Method C为“通过/不通过”型：

三支C环720h内无裂纹→合格；

任一环出现≥0.5mm深裂纹→不合格，可双倍取样复验；

复验中再裂则材料判为不耐SSC，需降低硬度≤22HRC或更换钢种。

若用于工艺对比，可报告临界环向应力σc（无裂纹最大应力），为现场剩余强度评估提供依据。

工程应用与注意事项

C形环厚度大，应力分布均匀，适合比较不同回火温度、焊接热输入及表面喷丸对抗SSC性能的影响；但对高韧性材料，大位移易产生塑性压痕，应改用MethodA拉伸。现场小口径管无法取整环时，可线切割120°扇形段，按相同Δ折算降低目标应力至0.6×AYS，确保处于弹性范围。试验过程接触剧毒H₂S，废液须次氯酸钠氧化处理，达标排放。

NACE TM 0177 MethodC  C形环法以试样简单、加载方便、数据直观的特点，成为酸性油气田、氢能管道评价厚壁材料与焊缝抗应力腐蚀开裂的重要工具。掌握环尺寸设计、位移标定、溶液更换及裂纹评定关键技术，可在7天内获得国际认可的SSC合格报告，为高硬度管材的选型、焊接工艺优化和现场安全运行提供可靠保障。

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