1. 金屬在應(yīng)力(拉應(yīng)力)和腐蝕性介質(zhì)的共同作用下(并有一定的溫度條件)所引起的破裂為應(yīng)力腐蝕破裂。常用金屬材料易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的環(huán)境組合見有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。GB 50316規(guī)定,管子彎曲及管件成形后的熱處理,有應(yīng)力腐蝕的管道及其他對消除殘余應(yīng)力有嚴(yán)格要求的管道,需熱處理時,必須在設(shè)計文件中規(guī)定。這些要求也適用于其他應(yīng)力腐蝕管道器材選用的要求。
2. 濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境。
當(dāng)管道中介質(zhì)所含H2S符合下列條件時,則為濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境:
①. 介質(zhì)溫度≤((60+2P),P為介質(zhì)壓力:MPa。
②. 介質(zhì)中H2S分壓
③. 介質(zhì)中含有液相水或操作溫度處于露點(diǎn)之下。
④. 介質(zhì)pH<6,但當(dāng)介質(zhì)中含有氰化物時pH>7。
3. 在濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境中,管道用材料應(yīng)符合下列要求:
①. 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度σs≤355MPa;:材料實(shí)測的抗拉強(qiáng)度σb≤630MРa;;材料使用狀態(tài)應(yīng)為正火、正火加回火、退火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)。
②. 碳當(dāng)量CE限制:低碳鋼和碳錳鋼CE≤0.40%(CE=C%+Mn/6%);低合金鋼(包括低溫鎳鋼)CE≤0.45%[CE=C%+Mn/6%+(Cr+Mo+V)/5%+(Ni+Cu)/15%];鋼材焊接時,焊縫熱影響區(qū)的一部分被加熱至亞共析鋼加熱時,所有鐵素體都轉(zhuǎn)變奧氏體的溫度)以上,快速冷卻后會被淬硬。鋼材含碳量越高,熱影響區(qū)的硬化與脆化傾向越大,在焊接應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生裂紋,鋼的各種化學(xué)成分對鋼淬硬性的影響通常折算成碳的影響,稱為碳當(dāng)量。
③. 管道需經(jīng)焊后熱處理,熱處理后焊縫(含熱影響區(qū))的硬度不大于200HB;
SH 3501《石油化工有毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定熱處理后焊縫(含熱影響區(qū))的硬度值,不應(yīng)超過母材標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度值加100HB,且符合下列規(guī)定:合金總含量小于3%,不大于270HB;合金總含量3%~10%,不大于300HB;合金總含量大于10%,不大于350HB。
GB 50235《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定熱處理后焊縫(含熱影響區(qū))的硬度值,當(dāng)設(shè)計文件無明確規(guī)定時,碳素鋼不宜大于母材硬度的120%,合金鋼不宜大于母材硬度的125%。
④. 鋼扳厚度大于20mm時,應(yīng)按JB/T 4730《承壓設(shè)備無損檢測》進(jìn)行超聲波探傷,符合Ⅱ級要求。
⑤. 選用鎮(zhèn)靜鋼,可用鋼材為Q235B、Q235C、20、20g、16Mn等。
⑥. 硫化氫管道采用伴熱,避免產(chǎn)生冷凝液而腐蝕管道,可用碳鋼不用不銹鋼。
⑦. 酸性天然氣系統(tǒng)和酸性天然氣-油系統(tǒng)管道材料的選擇,可參考SY/T 0599《天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂和抗應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料要求》的規(guī)定。
連多硫酸應(yīng)力腐蝕環(huán)境下,可能產(chǎn)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂,奧氏體不銹鋼應(yīng)選用超低碳或穩(wěn)定化型不銹鋼。
4. 用于含硫化氫介質(zhì)的閥門材料可遵循NACE MR0103或NACE MR0175的要求。