该文重点研究了高压天然气气瓶用钢在硫化氢腐蚀介质中临界应力强度因子K<,ISCC>,静载荷作用下硫化氢腐蚀介质中裂纹扩展速率da/dt和腐蚀疲劳裂纹扩展da/dN,为评定含有缺陷的高压天然气容器的安全性及气瓶检测标准的制定提供了实验依据.该文采用螺栓加载法,对改进型WOL试件进行了两种浓度硫化氢介质中临界应力强度因子K<,ISCC>的试验.在此试验前,首先进行了空气中应力强度因子的试验,为K<,ISCC>试验确定加载等级提供依据.确定da/dt关键是要测出每一瞬时的裂纹长度.由于腐蚀介质的存在,试件表面裂纹往往不易辩识清楚,而且表面裂纹同内部裂纹值又经常不一致,此外,每次测量时都要把试件从腐蚀溶液中取出,操作极不方便,特别是硫化氢有毒,经常取出放入几乎不可能.为了克服这一缺点,该试验采用了柔度法,并且采用计算机自动采集的方法,克服了在腐蚀溶液中用目测或用显微镜定期监测的困难,得到了在硫化氢腐蚀介质中裂纹扩展速率da/dt.确定硫化氢环境下低周腐蚀疲劳裂纹扩展速率、首次在H<,2>S环境中采用0.0067Hz的超低试验频率是该课题的一个创新点.该试验具有两大难点:一是恶劣的硫化氢腐蚀环境,二是在较低频率的循环载荷下长时间工作.该文对实验室旧式1-5-2试验机进行改造,并自行设计了测定疲劳裂纹扩展速率装置.该文应用断裂力学方法,在恒定的疲劳载荷谱作用下,利用计算机的自动采集系统,时时采集载荷及位移,用柔度方程求解试样每瞬时裂纹长度,克服了表面直读法在腐蚀环境中不易观测裂纹长度的缺点,最终得到腐蚀疲劳裂纹扩展速率da/dN.该试验腐蚀溶液除了采用常规的NACE推荐的饱和硫化氢溶液(2000×10<-6>)外,还根据EFC的No.16号公报"为确保试验结果对工程试验的适用性,试验溶液应尽量同实际工况环境相一致"之规定,考虑到高压气瓶的实际工况条件,首次进行了中等浓度硫化氢(200×10-6)试验,并对两种环境的试验结果进行了对比.由于受到试验材料和试验周期的影响,该文进行试验的试件个数有限,并且考虑到数据的分散性,该文在处理数据时采用了概率统计方法.根据2001版ASME规范中的逆推法,确定了不同裂纹形状不同检验周期内的初试允许裂纹尺寸.