ANSI INTERNATIONAL ANSI/NACE TM0284-2016 项目No.21215 管道和压力容器用钢抗氢致开裂性能 评价的试验方法 本NACE国际标准代表各成员的统一意见，这些成员审查了本文件及其适用范围和条 款.
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本标准仅是 最低要求，但不能解释为限制使用更好的方法或材料.
本标准也不打算用于与本主题有关的 情况.
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前言 根据钢材性质、制造或成型工艺、环境特性和其他变量，湿硫化氢（HS）环境中因钢 材腐蚀所产生的氢的吸收会产生不同的影响.
在压力容器、压力管道中观测到的一个有害作 用是裂纹沿钢材轧制方向发展.
平面裂纹倾向于与相邻的平面裂纹相连，形成穿过壁厚的台 阶状裂纹.
裂纹会减少有效壁厚，直至压力容器、管道变得过应力而开裂.
开裂有时伴有表 面鼓包.
已经有几起因这种开裂导致的失效事例报道13.
以前，术语台阶状开裂（SWC）、氢压开裂、鼓包开裂及氢致台阶状开裂被用来描述 这类压力容器、管道的开裂类型，但是现在被认为是过时了.
术语氢致开裂（HIC）被广泛运 用来描述这种类型的开裂，而且已经被NACE国际所采纳.
因此，该标准实验方法中全部使 用该术语.
HIC与氢鼓包有关，这在1940年代作为储存酸性产品的压力容器的问题就被人们认识到 D.
然而，直到最近，HIC作为管道潜在问题才得到了人们的广泛认识.
作为1970年代早期 两家公司所经历的管道失效的结果，数家公司开始调查开裂原因并公布了对几种钢材的试验 结果.
然而，许多调查者发现，他们不能重现已公布的实验结果.
缺少再现性的最终因素主 要是试验过程不同.因此，研究油田设备冶金学的NACE单元委员会T-1F成立了（TG）T-IF-20 工作组来研究该问题，并制定了一种标准试验方法.
本标准最初制定于1984年，提供了对管道材质进行连续性评价和对不同试验室的实验结 果进行比较的一套试验条件.
近来，对HIC危害的关注已经转移到压力容器用钢厚板.
在1996 年，本标准对钢厚板的要求包括抗HIC试验要求.
最近，管道和压力容器所用钢管件和法兰 的HIC损伤关注已经在本标准2011版本中形成结论.
因此，本标准范围现在包括制造管道和 压力容器所用以管子，厚板，管件和法兰形成供应的钢材试验.
在本标准2016版本中，包含 了在一种备用试验溶液（该试验溶液将与含有HS和CO的混合物气体一起使用）内进行用 途适合性试验，从面评在中度酸性试验条件下，且降低了HS分压力并在一个pH值范围内的 HIC损伤.
设计的试验条件并不模拟特殊的管道或工艺操作，尽管在用途适合性试验内，必须 选择适合于预期应用场合的HsS分压力和pH值.
试验目的只对抗HIC性能进行评估，而不评 估其它酸性环境下的不利作用，如硫化物应力开裂（SSC）、点蚀或腐蚀减薄.
本试验结果的用途是多方面的，它的应用超出了本标准范围.
使用本试验结果的人宜知 道到在某些情况下，试验结果将受管材或厚板不同部位性能不同的影响，也受每炉钢的偏差 影响.
在将本试验用作为购买的依据时，必须仔细考虑试验试样的数量和部位，本标准的 受众是终端用户、制造商、装配者及试验室.
1984年，TGT-1F-20工作组最初制定了本标准.
1996年，TGT-1F-20工作组对本标准进 行了修订，同时在2003、2011年和2016年，TG082“钢质管道台阶状开裂”工作组再次对本 标准进行修订，其中TG082由专业技术组（STG）32“石油和天然气开采-冶金术”负责 管理，并由STG62“腐蚀监控和测量-科学和工程学应用”赞助.
在STG32资助下，本 标准由NACE出版发行.
在NACE标准中，术语项“应（shall)”、“必须（must)”、“宜（should)”、“可（may)” 按《NACE格式手册》对这些词项的定义使用.
术语项“应”、“必须”用来表示强 制性的要求，术语项“宜”用来指那些认为是比较好的、值得推荐的但不是强制性的要求， 术语项“可”用来指那些可选择的要求.
NACE国际 管道和压力容器用钢抗氢致开裂性能评价的试验方法 目录 I集 第2章试剂.. 第3章试验仪器 第4章试样-管子 .6 第5章试样-厚板. ..9 第6章试样-管件 .11 第7章试样法兰. .13 第8章试验程序.. .14 第9章试样评估 -17 第10章试验结果报告. 19 参考文献 .20 附录A通过超声波检验来评估氢致开裂（非强制性附录） 附录B处理毒性物质H2S时的安全考虑（非强制性附录） ..29 附录C试验方法说明（非强制性附录） 31 附录D碘滴定测定试验溶液中硫化氢浓度（非强制性附录） 33 图形 图1典型试验装置示意图 图2无缝管和纵向焊接管的母材金属（尺寸单位为mm[1in=25.4mm]） 图3纵向焊接管或焊接管件的焊接区域（尺寸单位为mm[lin=25.4mm]） 图4电阻焊管焊接区域（尺寸单位为mm[1in=25.4mm]） -7 图5（a) 螺旋焊管母材（尺寸单位为mm[1in=25.4mm]） 图5（b) 螺旋焊管抽取的试样位置和取向.. ..8 图6螺旋焊管焊接区域（尺寸单位为mm[1in=25.4mm]） .8 图7厚度不超过30mm（1.2in）的厚板的试样位置（尺寸单位为mm[lin=25.4mm]）10 图8厚度为大于30mm（1.2in）~88mm（3.5in）的厚板的试样位置 10 图9厚度大于88mm（3.5in）的厚板的试样位置（尺寸单位为mm[lin=25.4mm]）.11 图10试验容器内试样的取向. .14 图11用于计算CSR、CLR和CTR的试样和裂纹尺寸. 18
第1章总则 1.1本标准建立了评估管道及压力容器厚板抗HIC的试验方法：氢致开裂是由于吸收含水硫 化物腐蚀溶液中的氢而引起的.
1.1.1从钢制品形式一管子，厚板，管件和法兰上抽取的试验样本的尺寸，数量，位置和取 向已经提供了详细信息.
1.1.2包括小直径（管子公称直径[DN]50~150，名义管子尺寸[NPS]2~6）、薄壁（壁厚不超 过6mm）的电阻焊管（ERW）以及无缝管进行试验的特殊程序或要求.
除非本标准中另有 规定，从小直径、薄壁管抽取的试验样本应与其它管材抽取的试验样本以同样方式进行试验.
1.2本试验方法为将无应力试验样品暴露于三种标准试验溶液的一种中：试验溶液A，其为 一种酸化溶液，且包含在常温、常压下在采用HS饱和过的蒸馏水或去离子水内溶解的氯化 钠（NaCI）和醋酸（CH;COOH）：或试验溶液B，其为一种在常温、常压下采用HS饱和的合 成海水溶液：试验溶液C，其为一种缓冲溶液，且包含在常温、常压下在采用含HsS和CO2 的混合物气体来饱和过的蒸馏水或去离子水内溶解的氯化钠(NaCI）和醋酸（CH;COOH)， 其能确保在范围为0.001~1bar的不同HS分压力下执行试验.
一段规定时间后，取出试验样 品进行评估.
注：试验时间不一定足够到使每一给定钢种的开裂达到最大化，但已经证明对试验目的来讲已是足够 的.
1.3在用途适合性试验中，选择了适合于预期应用场合的试验环境和气体分压力.
注：试验条件没有复制工况条件的方面，例如温度，但是将足够区分候选钢的适用性.
见章节8.1.5 和相关注释.
1.4本标准不包括认可或拒绝的准则.
然而，指南见NACEMR0175/ISO15156，第2部分， 第8章和EFC216的附录B.
6 1.5为获得附加信息，可在金相剖面和检测之前使用自动超声波检测来评估在暴露试样内是 否存在HIC.
附录A（非强制性附录）内提供了一种程序.
第2章试剂 2.1试验溶液A的试剂应为：净化用情性气体（氮气、氢气或其它无反应气体）、HsS气体、 NaCI、CHsCOOH及蒸馏或去离子水.
试验溶液B的试剂应是：净化用情性气体、HS气体及 国际标准化组织（ISO），地址：Chemin deBlandonet 8.Case Postale 401 1214Vemier Geneva 欧洲腐蚀联盟（EFC），地址：1 Carlton House Terrace London SW1Y SDB U.K.
Switzerland. 4
合成海水.
试验溶液C的试剂应是：净化用情性气体、HS气体CO的混合物（采用足够的 HS来产生规定的HsS分压力）、NaCI、CHsCOONa、盐酸（HCI）或氢氧化钠（NaOH）（添 加目的是达到规定的pH）及蒸馏或去离子水.
.
注：HS毒性强，使用时必须注意.
见附录B（非强制性附录）.
2.2NaC1、CHCOOH、CHCOONa、HC1和NaOH应达到试剂等级的化学制品.
2.3情性气体纯度应≥99.998%.
HS气体的化学纯度至少应为99.5%（CP等级）.
含有HS 气体CO的试验气体混合物应盛放在一个标准气瓶内，该气瓶配有一个合适的压力调节器 （通常为不锈钢），该压力调节器能够让输送气体达到要求的总试验压力，宜使用一种商业 供应的，且通过分析已经确定组分的气体混合物.
试验用水应为蒸馏水或去离子水，其质量 等于或好于ASTMD1193，IV型.
见附录C（非强制性附录）.
2.4应依据ASTM标准D11417，1号、2号贮备溶液（无重金属离子）配制合成海水.
第3章试验仪器 3.1图1为典型试验装置示意图（未按比例）.
说量计 气瓶 化氯或境化票/ 分离器 试验容器 分商器 10%NaOH溶液 二军二破混合物/氨气） 图1典型试验装置示意图 3.2试验可在任何足够大的可容纳试样，包括净化和引入HS或含HS的气体混合物的密闭容 器内进行.
注：在用途适合性HIC试验中，要求采用一种均匀的试验溶液来辅助pH控制.
在大型试验容器内，可 以通过在整个试验期间连续搅拌试验溶液来实现pH控制.
对用途适合性试验，如缓冲不太强时，溶液授拌 也可以限制腐蚀钢表面的局部pH增大.
3.3试验装置内的任何试验材料都不应污染试验环境或与试验环境发生反应.
） ASTM [国际，地址：100 BarrHarbor Dr. West Conshohocken PA 19428-2959. 5
