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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(H2S)環(huán)境中設(shè)備用耐蝕合金(CRA)和其他合金抗開裂材料選擇及評(píng)定的要求和做法。
本文件適用于按荷載控制設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)和制造設(shè)備用抗開裂材料的選擇和評(píng)定。
注1：開裂包括硫化物應(yīng)力開裂(SSC)，應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)及電偶致氫應(yīng)力開裂(GHSC)，不包括均勻腐蝕、局部腐蝕和腐蝕疲勞。
注2：按照本文件選擇的耐蝕合金和其他合金，在油氣開采中符合本文件規(guī)定的含硫化氫環(huán)境里是抗開裂的，但并不是在所有的使用環(huán)境下都可避免開裂。
2、影響抗開裂性能的因素
耐蝕合金和其他合金在含硫化氫環(huán)境中的開裂行為包括下列影響因素：
——材料的化學(xué)成分、強(qiáng)度、熱處理、微組織、制造方法和材料的最終狀態(tài)；
——硫化氫分壓或其在水相中的當(dāng)量溶解度；
——水相中的酸度(原位pH)；
——氯離子或其他鹵素離子濃度；
——氧、硫或其他氧化劑；
——暴露溫度；
——材料在使用環(huán)境中的抗點(diǎn)蝕性能；
——電偶作用；
——總拉伸應(yīng)力(外加應(yīng)力加殘余應(yīng)力);
——暴露時(shí)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(shí)，應(yīng)注意這些因素的影響。
3、抗SSC、SCC和GHSC的耐蝕合金和其他合金的評(píng)定和選擇
3.1通則
應(yīng)按照預(yù)期使用環(huán)境選擇抗SSC、SCC和(或)GHSC的耐蝕合金和其他合金。
抗開裂的耐蝕合金或其他合金在本文件界定的環(huán)境限制范圍使用。這些限制取決于材料組別或單一合金的特點(diǎn)。
為評(píng)定和(或)選擇耐蝕合金和其他合金,宜要求設(shè)備購買方向設(shè)備供應(yīng)商提供設(shè)備使用條件的相關(guān)資料,包括但不限于下列內(nèi)容：
——正常生產(chǎn)時(shí)的工況環(huán)境；
——完井作業(yè)時(shí)的入井液體，如壓裂液、酸化液、射孔液等；
——與管材長(zhǎng)期接觸的液體，如環(huán)空保護(hù)液等；
——用于解決井筒和地面系統(tǒng)結(jié)垢、結(jié)蠟、硫沉積、水合物等問題時(shí)的藥劑和液體。
適用于本文件的設(shè)備清單見表1。
在確定含硫化氫環(huán)境的苛刻程度時(shí),還應(yīng)涉及在生產(chǎn)系統(tǒng)異?；蛲９さ绕陂g可能出現(xiàn)的暴露條件。該暴露條件包括未緩沖的低pH冷凝水。附錄B表格中給出的限制是針對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的,不包括化學(xué)劑注入或返排過程中發(fā)生的能降低原位pH的情況。材料服役環(huán)境發(fā)生變化時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行評(píng)估。
注:生產(chǎn)環(huán)境指的是正常開采產(chǎn)生的未受暫時(shí)或者持續(xù)改變?cè)籶H的化學(xué)物質(zhì)影響的流體。用于增產(chǎn)和除垢的化學(xué)品返排會(huì)暫時(shí)顯著降低pH，一些連續(xù)注入的化學(xué)品,如垢劑可能持續(xù)降低pH。
耐蝕合金和其他合金應(yīng)按照附錄B或附錄C進(jìn)行的合格的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)評(píng)定進(jìn)行選擇，也可采用基于現(xiàn)場(chǎng)成功使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。這些評(píng)定應(yīng)符合GB/T20972.1的規(guī)定。
用于比附錄B給出的環(huán)境限制更苛刻的操作條件下的耐蝕合金或其他合金,能通過試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。對(duì)于不同于附錄B所給出的冶金狀態(tài)(更高的強(qiáng)度，不同的熱處理狀態(tài)等)下使用的耐蝕合金或其他合金,同樣也能通過試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。
按附錄C進(jìn)行的評(píng)定報(bào)告文件應(yīng)符合GB/T20972.1的規(guī)定。用戶應(yīng)按C.2.2的規(guī)定要求核實(shí)材料選擇評(píng)定。
3.2母材的硬度
母材的硬度測(cè)試應(yīng)代表被測(cè)耐蝕合金或其他合金的真實(shí)硬度。如果鄰近位置的多個(gè)讀數(shù)的平均值未超過本文件規(guī)定的允許值,同時(shí)單個(gè)讀數(shù)不大于規(guī)定硬度值2HRC,則可考慮允許單個(gè)讀數(shù)大于本文件的規(guī)定。該要求同樣應(yīng)適用于本文件規(guī)定的或制造規(guī)范中參照的其他硬度測(cè)試方法。
對(duì)于材料的其他標(biāo)尺的硬度讀數(shù)轉(zhuǎn)換,使用者可采用所需要的轉(zhuǎn)換表。注:GB/T20972中沒有規(guī)定母材硬度試驗(yàn)的數(shù)量和位置。
3.3焊縫的抗開裂性能
3.3.1通則
耐蝕合金和其他合金在焊接時(shí)發(fā)生的冶金變化會(huì)影響材料的SSC. SCC和(或)GHSC敏感性。焊接接頭可能比其相連母材更容易開裂。
用戶可采用焊件的開裂敏感性作為生產(chǎn)系統(tǒng)安全服役的環(huán)境限制條件的主控因素。為獲得滿足要求的抗開裂性能,宜按照成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇焊接工藝和焊接材料。應(yīng)提供WPS和PQR供用戶檢查。
在與建議使用環(huán)境至少同樣苛刻的條件中,為保證材料具有合格的抗開裂性能,提供的PQR文件應(yīng)至少包括下列要求之一:
--符合附錄B對(duì)具體材料類別的要求和建議(見6.2.2.2和6.2.2.3);
按照附錄C進(jìn)行焊縫抗開裂評(píng)定試驗(yàn);
提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的證明文件?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明文件參照GB/T20972.1中對(duì)母材的規(guī)定。
附錄B中給出的要求和建議可能不適合設(shè)備和部件制造中母材和焊接金屬的所有組合。用戶可要求提供成功通過抗裂試驗(yàn)的證據(jù)作為焊接工藝的評(píng)定的一部分,以確保焊件在應(yīng)用時(shí)具備足夠的抗SSC.SCC和GHSC性能。