SY/T 0599-1997 天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求 SY/T0599-1997 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 75.180.01;77.040.99
备案号：1142—1998
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/ T 05991997
天然气地面设施抗硫化物
应力开裂金属材料要求
Sulfide stress cracking resistant metallic materiarequirements for gas surface equipment1997-12-31发布
中国石油天然气总公司
1998-07-01实施
SY/ T 0599-1997
引用标准
天然气地面设施部分用材料要求目
附录A（标准的附录）用于酸性环境的金属材料次
SX/T0599-1997
本标准的首版SYJ12-85是在总结多年来防止湿含确化氢天然气硫化物应力开裂的科研与生产实践经验，并参考了美国腐蚀工程师协会（NACE）标准MR0175《油田设备用抗硫化物应力开裂的金属材料》的基础上制定的，自发布后十多年来。基本上能满足我国石油工业的要求，4次修定是按GBT1.11993《标准化工作导则第1单元：标准的起草与表述规则第1部分：标推编写的基本规定》的规定对SYJ12-85的内容及编写格式进行了订。内容上主要增加了*引用标准和定义”两章和附录A中表A3\用于酸性环境的管材”。本标谁中提供的用于酸性环境中的金属材料均按相关标准的修定情况进行了调整修改，本标准自上效之月起：同时代替SYJ12-85本标准附录A是标准的附录。
本标准由中国石油天然气总公司规划设计总院提出并归口。本标准起草单位：中国石油天然气.总公司四川设计院。本标准起草人林雪梅
本标雄委托中国石油天然气总公司四川设计院负责解释、本标准降发布时间：1985年11月28日。1、范围
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T0599—1997
代#SYJ1285
天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求Sulfidestresserackirgresistantmetallicmaterialrequirements for gas surface equipment本标准规定了含硫化氢油气田地面设施用金属材料抗硫化物应力开裂的要求。本标准适用于与含硫化氢介质接触的地面设施。如井场，集气站，净化厂的工艺设备和采集气管线等：
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为木标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被订：使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T230—1991金属洛氏硬度试验方法GB/T231--1984金属布氏硬度试验方法GB/T1172—1974黑色金腐键度及强度换算值GB3087-—1982低中压锅炉用无缝钢管GB/T4340--1984金属维氏硬度试验方法GB5310—1995高压锅炉用无缝钢管GB6479—1986化肥设备用高压无缝刚普GB/T8163--1987输送流体用无缝钢管GB/T12229—1989通用阀门碳紊钢铸件技术茶件3定义
本标准采用下列定义。
3.1硫化物应力于裂sulfide stress cracking金属材料在拉伸应力与含有水及H,S介质腐蚀的共同作用下，产生的脆性开裂现象称为筑化物应力开裂。
硫化物应力开裂与在硫化物腐蚀过程中，在金属表面生成的氢原子渗人金属内导致金属氢脆有关。硫化物应力开裂易发生于高强度钢或焊缝高硬度区。3.2鼓泡开裂blister oracking
由于金属中超高的氢内压，使金属在表皮下形成平面型的孔穴群称为氢鼓包。这种平面型氢鼓泡，时常也被称为鼓泡开裂，对于低强度金属，随着靠近其表皮鼓泡的长大，使金属表面出现鼓包，金属中氢鼓泡与在硫化物腐蚀过程中，在金属表面生成氢子的吸附和扩散有关。金属中氢鼓泡的形成是由于聚集在金属内某些部位氢原子结合成氢分了的结果。典型的形成氢鼓范的部位是粗大非金属支杂物，来层或金属中存在的其他不连续结构，本标准定义的氢鼓泡不同亏伴随高温氢腐蚀产生的白点、鼓袍和开裂：
3.3阶梯型开裂stepwisecracking中国石油天然气总公司1997-12-31批准1998-07-01实施
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在金属中，其表皮下各相邻平面上的氢鼓泡（鼓泡裂纹）联合组成阶梯状分布的内裂纹称为氢诱发裂纹（hydrogen lnduced cracking)。这种成阶梯状分布的氢诱发纹，以其外观的特征，时常被称为阶梯型开裂。
氢诱发裂纹的生成不需任何外加应力。中这些内裂纹（鞋泡裂纹将按氢内压导致的穿晶塑性剪切机制，朝着与其他裂毅纹连接的趋势扩展。氢诱发裂纹易出现在钢中粗大的平面型夹杂物聚集区或由于合金元素偏析生成的异常显微组织区。3.4氢摄伤hydrogendamage
碗化物腐蚀过程中，在金属表面生成的氢原子进人金属后，使金属材料塑性及韧性下降，易于发生脆性开裂的损坏现象称为氢损伤。4总则
4.1为了防止含硫化氢油气对油气田地面设施产生硫化物应力开裂破坏，确保油气田地面设施的安会运行，本标准对抗硫化物应力开裂金属材料疑出要求4.2本标准是对油气田地面设施用的金属材料由硫化氢导致癫化物应力开裂的最低要求。本标准不包括硫化氢引起的其他类型的腐蚀与破坏。但恶劣的腐蚀环境可能导致非硫化物应力产裂机理的破坏。例如，由于和碗化氢一般腐蚀相联系的氢损伤所产生的“鼓泡开裂”或“阶梯型开裂”，使桌些用于管线和容器的低强钢失效。闪此在设备的设计和操作中应根据具体情况选择适当的材料或采用缓蚀剂等其他措施加以控制。4.3凡暴露于4.4规定的酸性环境中的金属材料均必须满足本标雅规定，否则就可能导致硫化物应力开裂破坏。
硫化物应力开裂士要表现为：1）使设备在继续承压时，恢复不到正带运转状态；2）破坏承压系统的完整性：3)使设备丧失基本功能。4.4符合下列条件的系统为酸性环境a）酸性天然气系统：
含有水和硫化氢的天然气，当气体总压大于或等于0.4MP（绝），气体中的硫化氢分压大于或等于0,0003MPa（绝）时，称为酸性天然气。酸性天然气可引[起敏感材料的硫化物应力开裂。天然气中硫化氢气体分压等于天然气中碗化氧气体的体积百分率与天然气总压的乘积。是否为酸性天然气可按图1进行划分。
6）酸性天然气一油系统：
含有水和硫化氢的大然气一油系统，当天然气与油之比大于1000m／时，能否引起硫化物应力开裂应接本条a)款规定的条件划分；当天然气与油之比等千或小于1000m／t时，能否引起硫化物应力开裂应按图2进行划分，即系统总压大于1.8MPa（绝），天然气中硫化氢分压大于0.0003MPa（绝）：或天然气中硫化氢分压大于007MPa（绝）；或天然气中硫化氢体积合量大于15%时，可引起敏感材料的硫化物应力开裂。
4.5含硫化氢油气地面设施的硫化物应力开裂可根据具体情况采用下述一种或多种措施进行控制。
a）采用本标准推荐的金属材料与工艺h）控制腐蚀环境；
c)把金属部件与性环境隔离于，4.6本标准中提供的金属材料之所以被接受，是基于它们在实际现场应用中，或在硫化物应力开裂试验中，或同时在这两种情说下所表现的抗硫化物应力开裂性能。4.7本标准提供的是用于酸性环境的材料科与工艺。因此不能理解为符合木标准材料要求的产品在所有条件一均能抗酸性环境所造成的硫化物应力开裂。不适当的设计、制造、安装或搬运，都能引2
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起材料从抗硫化物应力开裂而变得对硫化物应力开裂敏感。H2S.g
0-6895
0:36895
流化物应力开冷区
总用 0.4MP（绝
大然气中 H,S 的体积白分替
天然气库和是在，0.101325MPa状下图 酸性天然气系统
统化物应力开裂区bzxZ.net
L总压1.8MPa（绝
G7MPa(绝)-
15%H,S#
天然气中HS体积百分数
天然气体积是在0它，0.101325MPa状态下图2酸性天然气油系统
4.8比要求增补列入本标准的材料，应向本标准编制单位送交实验和现场考核报告、技术鉴定证书等全套技术文件，经编制位提出意见，连同上述文件送本标准审批单位审批认可后方得列人。4.当选用国外先进标准所提供的执硫化物应力开裂金属材料时：在使用过程中还必须满足相应标准对材料的要求。
4.10本标准采用硬度作为检验材料和制造质量的主要指标。硬度测定应接GB/T231、3
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GB/T230、GB/T4340等标准规定进行：硬度换算应按GB/T1172标准的规定进行。硬度测定应符合以下要求：
a）应有包括不同位置在内的足够数虽的测点；b）测定的嫂度平均值不得超过规定值c）个别硬度读数不得超过规定值的两个HRC4.11犬然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料除应符合本标准外，尚应符合国家现行的有关标雅、规范的规定、
5材料
5.1铁基金属
5.1.1绝大多数铁基金属的抗硫化物应力开裂性能是受热处理，硬度和冷加工的控制。本章将提供使铁基合金获得满意的抗硫化物应力开裂性能的热处理、硬度及冷加工的规定，5.1.2附录A（标准的附录）中表A1至表A3所列的铁基金属可用于酸性环境。但应分别符合5.1.3、5.1.4和5.1.5的规定。制造应符合第6章的规定5.1.3用于酸性环境的碳素钢和低合金钢，应符合下列要求：a)含镍量必须低于1%；
b）碳索钢和低合金钢经热轧（仅对低碳钢）、退火，正火、调质处理后，硬度必须小于或等丁HRC22
e）碳索铸钢和低合金铸钢经退火，正火、调质处理后，硬度必须小于或等于HRC22d)碳素钢和低合金钢经冷轧、冷锻或其他制造工艺进行任何冷变形后，导致表面纤维性永久变形量大于5%时，不论硬度多少均应作消除应力热处理，热处理温度应不低于60%℃。热处理后的硬度必须小于或等于HKC22、GB3087、GB6479、GB／T8163、GB5310的20号钢钢管或化学成分类似的低强度钢管件，当冷变形量小于或等于15%时，变形区硬度不超过HB190时，可不作消烩应热处理。
5.1.4用于酸性环境的奥氏体不锈钢，应符合下列要求：a）固溶、固溶稳定化状态下的奥氏体不锈钢，硬度必须小于或等于HRC22:b采用冷加工强化机械性能的奥氏体不锈钢不能使用；奥氏体不锈钢部件产生永久冷变形后，均应做消除应力热处理，热处理后硬度必须小于或等于HRC223c）3Cr17Ni7Ma2N（318】棒材，经固溶处理【1130℃=10℃，2h，水率）后，硬度必须小于或等于 HRC24。
5.1.5用于酸性环境的马氏体不锈钢1）2应符合下列要求a）马氏体不锈钢，经率火一回火或痒火一双回火处理后，硬度必须小于或等于HRC22，每次回火温度都应不低于620°℃，且第二次回火温度应低于第一次回火温度：b）马氏体不锈钢经冷变形后，应在不低于620℃温度下进行消除应力热处理。热处理后的硬度必须小于或等于HRC22..
5.2非铁基金属
5.2.1附录A（标准的附录）中表A4中所列的非铁基金属可用于酸性环境。但应分别符合5.2.25.2.3、5.2.4和5.2.5中的规定。值得注意的是这些材料在酸性坏境中承受离应力时，不管是否使用缓蚀剂均可能发生应力腐蚀开裂破坏，在塑性变形情况下对硫化物应力开裂的敏感性增加。其中有些倚造材料当受强烈的冷加工和横向应力时，可能发生氢脆破坏，1奥氏体不绣和马氏体不锈钢，在某些杂件下易产生氯化物皮.刀腐蚀开裂，2马氏体不锈锅不适宜用作酸性环境中的阅杆或其他高应力零件。4
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5.2.2奥氏体镍基合金应经固溶一时效处理、热轧一时效处理或间溶一冷变形：时效处理。5.2.3奥低体钻基合金应经固溶一时效处理。5.2.4钛合金锻件应经去氢退火或固溶一时效处理。5.2.5在酸性环境中使用铜及钢合金时，可能加速失重腐蚀，特别在有氧时更应注意。5.2.6附录A（标难的附录）的表A5中所列喷焊合金和堆焊炽条，可用于酸性坏境。6制造
6.1用了酸性环境的金属材料的焊接应符合下列要求：a）焊接规程除应符合国家现行标的有关规定外，烁件还应符合第5章对基体金属材料的要求；
心碳素钢焊件除了采用必要的消除应力热处理来控制焊接热应力外，还应控制焊链的硬度，包括焊整个横断面、热影响区和基体金属。确保焊件在使用条件下的硬度小于或等于HRC22；）低含金钢和马氏体不锈钢焊件应在不低于620已温度下进行消除应力热处理，焊件硬度必须小于或等于HRC22;
d）含镍量高于1%的焊丝、电焊条等焊接材料不允许用于焊接5.1.3中所述的碳素钒和低合金钢。
6.2碳索钢、低合金钢、马氏体不锈钢等经堆焊、喷焊硬质合金等热加工之后，如基体升温超过下临界温度，必须进行消除应力热处理，使基体金属的硬度小于或等于HRC22。6打印标志应符合下列要求
a）允许打印如点，波纹线、圆滑的U形等低残余应力的标志，b）在部件低应力区（如法兰外缘上）允许打印尖锐的（如V形）标志。在高应力区一般不允许打印尖锐的标志，否则打印后应在不低于600温度下进行消除应力热处理。6.4允许使用机械切削加工的螺纹。冷成型的螺纹应满足第5章有关原材料的热处理及硬度要求7天然气地面设施部分用材料要求7.1.压力容器
7.1,1酸性环境中的压力容器应采用附录A（标准的附录）中表A1、表A2和表A3中所列的适当的材料制造，正方容器各部件应符合第5章和第6的要求。7.1.2力容器应选用优质低碳钢或服强度低于360MPa的低合金钢材料。不得选用沸腾钢。7.1.3容器焊缝焊接材料的选配应按焊缝与母材等强度或略高，其他机械性能也本相同的原则，焊缝强度过高将导致对硫化物应力开裂敏感：7.2采气管线和集气管线
7.2.1酸性环境中的采气管线和集气管线应来用附录A（标准的附录）中表A1和表A3所列的适当的材料。采气管线和集气管线应符合第5章和第6章的要求，7.2.2采气管线和集气管线应选用优微低碳钢或服强度低于360MPa的低合金钢无缝钢管。7.2.3管线环焊髓焊接材料的选配应满足7.1.3的要求，7.3弹性元件
7.3.1酸性环境中的弹性元件应采用附录A（标准的附录）中表A2和表A4所列的适当材料制造弹性元件应符合第5章和第5章的要求。7.3.23YC7经固浴处理后，在冷加工一时效硬化条件下，硬度小于或等于HRC57时，所制作的弹性元件可以使用。
7.4.1酸性环境中的阀应采用附录A（标准的附录）中表A1、表A2、表A4、表A5中所列的适当5
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的材料制造。阀的各部件应符合第5章和第6章的要求。7.4.23Cr17N行M2N(318)棒材、经固溶处埋（1130℃±10℃，2h，水率）后，硬度小于或等于HRC24时，可用于制做阀机。
7.4.3TC—4锻态棒材经750~800℃退火或经固落处理（850～900℃，水）—时效处埋（450~550℃，2h，空冷）后，可用于制做阀杆，7.4.42C13、25号和35号锻钢为基体，堆焊或喷焊钻基或镍基合金为密封面：可用于制做阀板，瞬瓣、针型阴阀芯、库。
7.4.5GB／T12229中的WCA级和WCB级碳紊钢铸件在退火状态下，可用于制做阀体。7.4.635CrMo锻材经调质处理后，可用于制作井口阀的阀体、阀盖、盘根压帽、轴承压盖、法兰等。
材料类别
材料类别
马氏体不锈钢
材料类剂
碳囊钢
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附录A
(标准的附录）
用于酸性环境的金属材料
表 A1用于酸性环境的碳素钢和低合金钢标
GB/T699-H988
GB/ T 711-1988
GB/ T 700--1988
GB/ T 710--1991
GB/T 699-1988
GB 7131986
GB/ T 700--1988
GB 6654—1996
GE 7131986
GB 6654—1996
GB/ T 3077--1988
15、20
235--D
25、30,35、40、45
35CrMo
用于酸性环境的不锈钢
GE/T 1220-1992
GB/ T 4237-- 1992
GB/ T 2270—1992
GB / T 12201992
OCr19Ni9
OCr18Ni1Ti
0Cr17Ni12M02
1Cr18Ni9Ti
3Ct17Ni7M02N
表A3用于酸性环境的管材
GB 30871982
GR 6479—1986
GB/ T R163-1987
GE 3310--1995
10、20
10、20G
10、20
含硫化氢油气田各类构件
阀体、阀盖、法兰、螺栓等
设备及容器壳体等
采，集气管线，容器壳体等
阀体、阅萧。法兰，螺栓等
阅和仪装的零件，容器
设备的管束．壳体等
高压升口和站场阀门的阀
彻门零件
设备管束，采集气管线等
喷焊合金粉
材料类别
奥氏体
镶基合金
钻基合金
钛合金
材料类别
钴基堆焊焊条
等离子喷湿
氧乙炔火
焰喷焊
SY/ T 0599--1997
表A4用于酸性环境的非铁基合金标准
GE/ T 2965—18T
GB/ T 523I--1985
阀门．仪表等用的弹性元件
高腐蚀性系统的结构件和弹性敏感元(Has C--276)
T2、T
受冲刷魔蚀阀门的阀芯，阀座
各类阀门的啊干，高压耐饲零件仪表导压，接头垫片等
表A5用于酸性环境的喷焊合金和堆焊焊条标准
GB / T 984-1985
JB 3168—82
JB 3168-82
EDCoCr
镍基F12
钻基F22
镶基 FI1
钻基F21
用于耐磨、耐蚀零表面准
焊，阀板、阀芯，褐座等
用于耐磨、耐蚀的大面积季
件的表面喷煤，如平板阀的
阀板等
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