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在線客服 1、范圍
本文件規(guī)定了在油氣開采及天然氣處理廠含硫化氫(H,S)環(huán)境中碳鋼和低合金鋼材料的選擇、評定和使用要求，以及鑄鐵的使用要求。
本文件適用于按荷載控制的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計和制造的設(shè)備用抗開裂材料的選擇、評定和使用。注：開裂包括硫化物應(yīng)力開裂(SSC)、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂(SOHIC),軟區(qū)開裂(SZC)、氫致開裂(HIC)和階梯開裂(SWC),不包括均勻腐蝕、局部腐蝕或疲勞腐蝕造成的材料損失。
2、影響抗開裂性能的因素
碳鋼和低合金鋼在含硫化氫環(huán)境中的開裂行為包括以下影響因素：
——化學(xué)成分、制造工藝、成形方式、強(qiáng)度、材料的硬度和局部變化的程度、冷加工量、熱處理狀態(tài)、材料顯微組織、顯微組織的均勻性、晶粒大小和材料的純凈度；
——硫化氫分壓或在水相中的當(dāng)量溶解度；
——水相中的CI濃度；
——水相中的酸度(原位pH)；
——硫或其他氧化劑;
——暴露于非生產(chǎn)流體中；
——暴露溫度；
——總拉伸應(yīng)力(外加應(yīng)力加殘余應(yīng)力)；
——暴露時間；
當(dāng)使用本文件來選擇含硫化氫環(huán)境中油氣開采系統(tǒng)的材料時，應(yīng)注意這些因素的影響。
3、按酸性環(huán)境嚴(yán)重程度區(qū)域或特定酸性環(huán)境選擇鋼材(方法2)
3.1硫化物應(yīng)力開裂(SSC)
方法2允許按酸性環(huán)境嚴(yán)重程度區(qū)域或特定酸性環(huán)境進(jìn)行抗SSC材料評價和選擇。
對特定材料,按方法2確定的特定酸性環(huán)境條件和冶金要求,或按方法2確定的酸性環(huán)境嚴(yán)重程度區(qū)域環(huán)境限制條件和冶金要求，均可代替C.2列出的該材料應(yīng)用限制條件。
使用方法2時，宜考慮原位pH和硫化氫分壓及其隨時間的變化(見GB/T20972.1)。
方法2使得購買大宗材料更為方便,例如OCTG或管線鋼管。使用在附錄C中未說明或未列出的材料產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益可能大于額外評定及其他費用。用于其他設(shè)備的鋼材也可以進(jìn)行評定。在某些情況下，供應(yīng)商和用戶需要商定有關(guān)試驗和驗收要求，相關(guān)協(xié)議應(yīng)形成書面文件。
方法2也能用于暴露于比設(shè)計預(yù)期環(huán)境更苛刻的現(xiàn)有碳鋼或低合金鋼設(shè)備的適用性評價。
3.2SSC環(huán)境嚴(yán)重程度區(qū)域
對于碳鋼和低合金鋼的SSC,GB/T20972.1定義的酸性環(huán)境嚴(yán)重程度應(yīng)按圖1評定。在確定硫化氫環(huán)境的嚴(yán)重程度時,宜考慮異常工況或停工時暴露于未緩沖的低pH凝析水相的可能性,或暴露于增產(chǎn)用酸液和(或)酸化返排液的可能性。
4、碳鋼和低合金鋼抗HIC和SWC的評價
當(dāng)評價用于酸性環(huán)境(包括微量硫化氫環(huán)境)的壓延軋制碳鋼和低合金鋼板、鋼帶時,用戶宜考慮HIC/SWC并進(jìn)行HIC或SWC的試驗。無縫鋼管用于有潛在的失效后果的場合時,可評價其抗HIC或SWC性能。評價抗HIC和SWC的試驗方法和驗收準(zhǔn)則按照附錄D執(zhí)行。
HIC/SWC發(fā)生的可能性受鋼材化學(xué)成分和制造工藝影響。鋼材中的硫含量尤為重要。對于軋制鋼板和鋼帶,可接受的最大硫含量為0.003%;對于無縫產(chǎn)品,可接受的最大硫含量為0.01%。對于鑄件和硫含量小于0.025%的常用鍛件,一般認(rèn)為對HIC或SOHIC不敏感。
注：服役環(huán)境中有鐵銹、硫或氧,特別是有氯化物同時存在時,增加了破壞的可能性。