1. 金屬在應力(拉應力)和腐蝕性介質的共同作用下(并有一定的溫度條件)所引起的破裂為應力腐蝕破裂。常用金屬材料易產生應力腐蝕破裂的環境組合見有關的標準規范。GB 50316規定,管子彎曲及管件成形后的熱處理,有應力腐蝕的管道及其他對消除殘余應力有嚴格要求的管道,需熱處理時,必須在設計文件中規定。這些要求也適用于其他應力腐蝕管道器材選用的要求。
2. 濕硫化氫應力腐蝕環境。
當管道中介質所含H2S符合下列條件時,則為濕硫化氫應力腐蝕環境:
①. 介質溫度≤((60+2P),P為介質壓力:MPa。
②. 介質中H2S分壓
③. 介質中含有液相水或操作溫度處于露點之下。
④. 介質pH<6,但當介質中含有氰化物時pH>7。
3. 在濕硫化氫應力腐蝕環境中,管道用材料應符合下列要求:
①. 材料標準規定的屈服強度σs≤355MPa;:材料實測的抗拉強度σb≤630MРa;;材料使用狀態應為正火、正火加回火、退火或調質狀態。
②. 碳當量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,焊縫熱影響區的一部分被加熱至亞共析鋼加熱時,所有鐵素體都轉變奧氏體的溫度)以上,快速冷卻后會被淬硬。鋼材含碳量越高,熱影響區的硬化與脆化傾向越大,在焊接應力作用下容易產生裂紋,鋼的各種化學成分對鋼淬硬性的影響通常折算成碳的影響,稱為碳當量。
③. 管道需經焊后熱處理,熱處理后焊縫(含熱影響區)的硬度不大于200HB;
SH 3501《石油化工有毒、可燃介質管道工程施工及驗收規范》規定熱處理后焊縫(含熱影響區)的硬度值,不應超過母材標準布氏硬度值加100HB,且符合下列規定: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《工業金屬管道工程施工及驗收規范》規定熱處理后焊縫(含熱影響區)的硬度值,當設計文件無明確規定時,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,應按JB/T 4730《承壓設備無損檢測》進行超聲波探傷,符合Ⅱ級要求。
⑤. 選用鎮靜鋼,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. 酸性天然氣系統和酸性天然氣-油系統管道材料的選擇,可參考SY/T 0599《天然氣地面設施抗硫化物應力開裂和抗應力腐蝕開裂的金屬材料要求》的規定。
連多硫酸應力腐蝕環境下,可能產生連多硫酸應力腐蝕開裂,奧氏體不銹鋼應選用超低碳或穩定化型不銹鋼。
4. 用于含硫化氫介質的閥門材料可遵循NACE MR0103或NACE MR0175的要求。