SY∕T 0599-2018 天然气地面设施抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂金属材料技术规范

ICS

75.2000E

98备案号：：65491-2018中华人民共和国石油天然气行业标准P

SYSY/T

0599—2018代替SY/T

0599-2006天然气地面设施抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂金属材料技术规范Specification

forsulfide

stress

cracking

and

stress

corrosion

cracking

resistantmetallic

materials

fornatural

gas

surface

facilities2018-10-29

发布 2019-03-01

实施国家能源局

发布中华人民共和国石油天然气行业标准天然气地面设施抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂金属材料技术规范Specification

for

sulfide

stress

cracking

and

stress

corrosion

cracking

resistant

metallicmaterials

for

natural

gas

surface

facilitiesSY/T0599-2018主编部门：中国石油天然气集团公司批准部门：国家能源局2018 北 京前 言根据《国家能源局关于下达2015年能源领域行业标准制（修）订计划的通知》国能科技【2015】238号）的要求，本规范在《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》SY/T

0599-2006的基础上修订而成。本规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。本规范共分为

7

章和

2

个附录，主要内容包括：总则、术语和缩略语、一般规定、碳钢和低合金钢、耐蚀合金及其他合金、双金属复合管和复合板材料、酸性天然气地面设施用材料等。本次规范修订的主要技术内容是：1

增加了

LCA、LCB、LCC、WCC、30CrMo

等材料牌号。2

增加了“双金属复合管和复合板材料”。3

增加了“用于高含硫化氢环境的材料”。4

增加了“3Cr17Ni7Mo2SiN（318）和

0Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）技术要求”。5

增加了依据材料的规定最小屈服强度，提出不同的焊后热处理要求。本规范由国家能源局负责管理，由石油工程建设专业标准化委员会负责日常管理，由中国石油工程建设有限公司西南分公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送至中国石油工程建设有限公司西南分公司（地址：四川省成都市高新区升华路

6

号，邮编：610041），以供今后修订时参考。本规范主编单位：中国石油工程建设有限公司西南分公司本规范参编单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司重庆材料研究院有限公司本规范主要起草人：施岱艳

张仁勇

姜

放

李天雷

曹晓燕

刘海定

李

科

李林辉

鲜

宁陈勇彬

郑

初

荣

明

廖

芸

熊

雄本规范主要审查人：王秦晋

汤

林

罗

锋

杨莉娜

张维智

白真权

谷

坛

常泽亮

李明国肖月根

欧

莉

龙

岩

谷

丰

韩文礼

王薛辉

秦

林

赵国勇

成

杰目 次1 总

则....................................................................................................................................................................12 术语和缩略语.......................................................................................................................................................22.1 术语...............................................................................................................................................................22.2 缩略语...........................................................................................................................................................

23 一般规定..............................................................................................................................................................34 碳钢和低合金钢....................................................................................................................................................54.1 用于

0

区和

SSC

1

区的材料...........................................................................................................................54.2 用于

SSC

2

区的材料......................................................................................................................................54.3 用于

SSC

3

区的材料......................................................................................................................................55 耐蚀合金及其他合金.............................................................................................................................................76 双金属复合管和复合板材料..................................................................................................................................87 酸性天然气地面设施用材料................................................................................................................................

117.1 压力容器......................................................................................................................................................117.2 采气管线和集气管线....................................................................................................................................117.3 阀门.............................................................................................................................................................117.4 其他.............................................................................................................................................................127.5 用于高含硫化氢环境的材料.........................................................................................................................12附录

A 用于酸性环境的金属材料...........................................................................................................................14附录

B 3Cr17Ni7Mo2SiN

和

0Cr15Ni40MoCuTiAlB

技术要求.................................................................................17标准用词说明........................................................................................................................................................... 19引用标准名录........................................................................................................................................................... 20附：条文说明........................................................................................................................................................... 224Contents1

General

provisions.............................................................................................................................................. 12 Terms

and

abbreviations.....................................................................................................................................22.1

Terms............................................................................................................................................................................. 22.2

Abbreviations............................................................................................................................................................... 23 General

requirements..............................................................................................................................................34 Carbon

steels

and

low-alloy

steels............................................................................................................................54.1

Materials

used

in

region

0

and

SSC

region

1.......................................................................................................... 54.2

Materials

used

in

SSC

region

2................................................................................................................................. 54.3

Materials

used

in

SSC

region

3................................................................................................................................. 55

Corrosion-resistant

alloys

and

other

alloys................................................................................................................ 76

Bi-metal

composite

steel

pipes

and

clad

steel

plate

materials....................................................................................... 87

Materials

for

use

in

sour

gas

surface

facilities.......................................................................................................... 117.1

Pressure

vessels......................................................................................................................................................... 117.2

Flow

lines

and

gathering

lines................................................................................................................................. 117.3

Valves..........................................................................................................................................................................

117.4

Others.......................................................................................................................................................................... 127.5

Materials

for

use

in

high

hydrogen

sulfide

environments................................................................................... 12AppendixA Metal

materials

for

sour

service..............................................................................................................14Appendix

B Technical

requirements

of

3Cr17Ni7Mo2SiN(318)

and

0Cr15Ni40MoCuTiAlB(3YC7)..............................17Explanation

of

wording

in

the

code.............................................................................................................................. 19List

of

quoted

standards.............................................................................................................................................. 20Addition：Explanation

of

provisions........................................................................................................................... 2251.0.1

1

总

则为规范油气田含硫化氢天然气地面设施所用的抗硫化物应力开裂和（或）抗应力腐蚀开裂的金属材料及其制造工艺的要求，特制定本规范。1.0.2

本规范适用于按常规的弹性准则设计和制造设备所用与含硫化氢介质接触的天然气地面设施的金属材料，包括井场、站场、处理厂的工艺设备、工艺管线及采、集气管线等。本规范不包括硫化氢引起的电化学失重腐蚀和其他类型的开裂。1.0.3

天然气地面设施用抗硫化物应力开裂和（或）抗应力腐蚀开裂金属材料除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。12.1.12.1.2

2

术语和缩略语2.1

术语硫化物应力开裂

sulfide

stress

cracking在有水和硫化氢存在的情况下，与腐蚀、残留的和（或）施加的拉应力相关的一种金属开裂。应力腐蚀开裂

stress

corrosion

cracking在有水和硫化氢存在的情况下，与局部腐蚀的阳极过程、残留的和（或）施加的拉应力相关的一种金属开裂。注：氯化物和（或）氧化剂和高温能增加金属产生应力腐蚀开裂的敏感性。2.1.3

氢致开裂

hydrogen-induced

cracking为氢原子扩散进钢铁中并在陷阱处结合成氢分子（氢气）时所引起的在碳钢和低合金钢中的平面裂纹。2.1.4

酸性环境

sour

service含有硫化氢并能够引起金属材料发生硫化物应力开裂、应力腐蚀开裂、氢致开裂等开裂形式的油气田环境。2.2

缩略语2.2.1 AYS——实际屈服强度2.2.2 HBW——布氏硬度2.2.3 HIC——氢致开裂2.2.4 HRB——B

标尺洛氏硬度2.2.5 HRC——C

标尺洛氏硬度2.2.6 HV——维氏硬度2.2.7 SSC——硫化物应力开裂2.2.8 SCC——应力腐蚀开裂2.2.9 SMYS——规定最小屈服强度2.2.10

SSRT——慢应变速率试验23.0.1

3

一般规定用于酸性环境的管道及设备的设计、制造和施工应选择抗

SSC

和（或）抗

SCC

的碳钢、低合金钢和耐蚀合金，采用抗

SSC

和（或）抗

SCC

的焊接工艺和焊材，并应符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

1

部分：选择抗裂纹材料的一般原则》GB/T20972.1、《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

和《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

的规定。3.0.2

碳钢或低合金钢发生SSC的酸性环境的严重程度应按下列规定进行划分：1 碳钢或低合金钢发生SSC

的酸性环境的严重程度应采用图3.0.2根据硫化氢分压（PH

2S

）和溶液的原位pH值进行评价。PH

2S

<0.0003MPa的环境为0区，PH

2S

≥0.0003MPa的环境分为SSC

1区、SSC

2区和SSC

3区。原位pHH2S

分压，MPa图

3.0.2 碳钢和低合金钢

SSC

的环境严重程度的区域0

—0

区；1

—SSC

1

区；2

—SSC

2

区；3

—SSC

3

区2 酸性环境的严重程度为：SSC

3

区>

SSC

2

区>SSC

1

区>

0

区。3 确定含有硫化氢环境的严重程度时，应包括在非正常的工况条件下或停工时暴露于未缓冲的低

pH

值凝析水相，或井下增产酸液和（或）反排增产酸液等情况。4

硫化氢分压和原位

pH

的确定应符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

的有关规定。3.0.3

在制造过程中应对母材和焊缝硬度进行控制和检测。管材、板材、棒材、铸件、锻件等母材的硬度宜选用

HRC

作为验收指标，测定应符合现行国家标准《金属材料

洛氏硬度试验

第

1

部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T

标尺）》GB/T

230.1

的有关规定，也可采用

HBW、HV

5kg

或

10kg

或其他硬度试验方法，测定时应符合现行国家标准《金属材料

布氏硬度试验

第

1部分：试验方法》GB/T

231.1、《金属材料

维氏硬度试验

第

1

部分：试验方法》GB/

T

4340.1

的有关规定。母材硬度换算应符合现行国家标准《金属材料

硬度值的换算》GB/T

33362

的规定。母材3硬度测定还应同时符合下列规定：1

硬度检测点应位于不同位置。2

邻近区域读数的平均值不得大于规定的允许值。3

单个硬度读数值不得超过规定允许值的

2HRC。《3.0.4 焊接工艺评定的硬度试验应按现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境《的材料

第1部分：选择抗裂纹材料的一般原则》GB/T

20972.1、《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第2部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2、

石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第3部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3和《金属材料

维氏硬度试验

第1部分：试验方法》GB/

T

4340.1中规定的维氏HV10或HV5执行。3.0.5

现场管道母材和焊缝的硬度检测应符合国家现行标准《控制钢制管道和设备焊缝硬度防止硫化物应力开裂技术规范》GB/T

27866

或《高含硫化氢气田金属材料现场硬度检验技术规范》SY/T

7024的规定。3.0.63.0.7

酸性环境中不应使用易切削钢。本规范中未列出的酸性环境用的碳钢、低合金钢、耐蚀合金及其他合金材料应按现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

1

部分：选择抗裂纹材料的一般原则》GB/T

20972.1、《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

和《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

进行评定。3.0.8

可按现行国家标准《金属和合金的腐蚀

应力腐蚀试验

第

7

部分：慢应变速率试验》GB/T15970.7

的

SSRT

进行耐蚀合金的筛选评定。3.0.9 碳钢和低合金钢还应评估

HIC

的性能；耐蚀合金在评价抗开裂性能基础上还应评价点蚀、晶间腐蚀对材料的影响。44 碳钢和低合金钢4.1

用于

0

区和

SSC

1

区的材料4.1.1 在

0

区使用的钢材可不采用抗

SSC

的碳钢或低合金钢。4.1.2 用于酸性环境

SSC

1

区的管线钢性能应符合下列规定：1 应限制管线钢的化学成分，保证良好的可焊性。2 应采用

SMYS

小于等于

550MPa

的管线钢，且制造和现场焊缝的硬度不应大于

300

HV10。4.1.3 SSC

1区的材料应采用附录A中推荐的钢材，也可采用SSC

2区、SSC

3区的钢材。4.2

用于

SSC

2

区的材料4.2.1 用于酸性环境

SSC

2

区的管线钢性能应符合下列规定：1 应限制管线钢的化学成分，保证良好的可焊性。2 应采用SMYS小于等于450MPa的管线钢，且制造和现场焊缝的硬度不应大于280

HV10。4.2.2 SSC

2

区的材料应采用附录

A

中推荐的钢材，也可采用

SSC

3

区的钢材。4.3

用于

SSC

3

区的材料4.3.14.3.2

宜采用附录A中SSC

3区的钢材。母材的成分、热处理和硬度应同时符合下列规定：4.3.3

1

含镍量应低于

1%。2

硬度应小于等于

22

HRC。3

碳钢和低合金钢的热处理状态应符合下列中的一种：1）热轧（仅对低碳钢）2）退火3）正火4）正火加回火5）正火，奥氏体化，淬火加回火6）奥氏体化，淬火加回火碳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，表面纤维性永久变形量大于5%时应作应力消除热处理。应力消除热处理的温度不应低于595℃，热处理后的硬度应小于等于22HRC。4.3.4

焊接应符合下列规定：1

用于现行国家标准《气田集输设计规范》GB

50349

中规定的一级、二级地区的碳钢集输管道，SMYS

小于

290MPa

且列于附录

A

中的非热轧态金属材料，可接受焊缝的焊接状态；SMYS

大于等于

290MPa

的碳钢、低合金钢焊缝应在不低于

620℃的温度进行焊后热处理。2

碳钢、低合金钢母材和填充金属的化学成分和焊接参数应按现行国家标准《控制钢制管道和设备焊缝硬度防止硫化物应力开裂技术规范》GB/T

27866

的有关规定执行。焊缝、热影响区和母材金属的硬度应小于等于

250HV10。3

焊缝和焊接接头硬度的测定应按

3.0.4

的规定执行。4

当采用可能导致熔敷金属中镍含量大于

1%的工艺和焊材时，应根据现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T20972.2

进行

SSC

评定试验合格之后方可采用。54.3.5

表面处理、覆层、衬里等应符合下列规定：1

渗氮、金属涂层（电镀和化学镀）、转化型涂层、塑料覆层和衬里不应用于防止

SSC。2

碳钢和低合金钢的覆层采用焊接、银钎焊或喷涂金属等热加工且基体金属的热处理状态不发生改变时可用于酸性环境。基体金属升温超过下临界温度，应通过热处理使基体金属硬度小于等于22HRC，基体金属的最终热处理状态应符合

4.3.2

的规定。3

采用渗氮表面处理，温度应低于基体金属的下临界温度，最大深度宜为

0.15mm。4

采用镀层、覆盖层、涂层的基体金属仍应符合本规范抗开裂性能的规定。4.3.64.3.7

螺纹应符合下列规定：1

螺纹可使用机械切削进行加工。2

冷成型（滚压）的螺纹应满足本章有关原材料的热处理及硬度要求。字模压印标志应符合下列规定：1

可采用字模压印如点、波纹线、圆滑的

U

形等低应力标志。2

部件的低应力区（如法兰外缘上）可采用字模压印尖锐的标志，如

V

形。高应力区不宜用字模压印尖锐的标志，使用尖锐标志的字模压印后应在不低于

595℃的温度进行应力消除。65.0.1

5

耐蚀合金及其他合金用于酸性环境的耐蚀合金及其他合金的产品、部件及焊接等制造工艺应符合本规范的有关规定。奥氏体不锈钢、高合金奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、固溶镍基合金、沉淀硬化镍基合金、钴基合金、钛合金、铜基和铝基合金等材料和使用环境限制应符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

的有关规定。5.0.2 奥氏体不锈钢

3Cr17Ni7Mo2SiN（318）棒材经固溶热处理后，硬度应小于等于

24HRC。5.0.3 马氏体不锈钢

12Cr13

铸件或锻件应采用下列热处理工艺，硬度应小于等于

22HRC：1

奥氏体化加淬火或空冷。2

在不低于

620℃的温度下回火，随后冷却到环境温度。3

在不低于

620℃的温度下回火，但要比第一次回火温度低，随后冷却到环境温度。5.0.4 马氏体不锈钢焊件应在不低于

620℃的温度进行焊后热处理。5.0.5 沉淀硬化镍基合金

0Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）带材经固溶处理加冷加工加时效处理后硬度应小于等于

45HRC；3YC7

棒材经固溶处理加时效处理后硬度应小于等于

40HRC。3YC7

的化学成分、力学性能及热处理制度应符合附录

B

和现行行业标准《仪表用耐腐蚀弹性合金

第

1

部分：耐硫化物腐蚀

0Cr15Ni40MoCuTiAlB

弹性合金带材》JB/T

5329.1

的规定。5.0.6 钛合金

TC4

锻态棒材应符合现行国家标准《钛及钛合金棒材》GB/T

2965

的规定，经

750℃～800℃退火或经固溶处理（850℃～900℃，水淬）加时效处理（450℃～550℃，空冷），硬度应小于等于

35HRC。5.0.7

焊接热影响区的硬度不应超过母材允许的最大硬度，并且焊缝金属的硬度应小于等于用作焊接材料的相应合金的最大硬度。5.0.85.0.9

螺纹应符合下列规定：1

螺纹可使用机械切削进行加工。2

满足本规范的耐蚀合金可采用冷成形（滚压）进行螺纹加工。字模压印标志应符合下列规定：1

可采用字模压印如点、波纹线、圆滑的

U

形等低应力标志。2

部件的低应力区（如法兰外缘上）可采用字模压印尖锐的标志，如

V

形。高应力区不应使用字模压印尖锐的标志。76 双金属复合管和复合板材料6.0.1 双金属复合管的材料应符合下列规定：1

复合管应符合现行行业标准《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》SY/T

6623

的规定。2

基层应符合本规范第

4

章的规定。3

基层材料应选用

SMYS

小于等于

450MPa

的碳钢管。4

耐蚀合金层的材料应符合本规范第

5

章的规定。5

双金属衬里复合管管端宜采用堆焊方式，堆焊材料宜选用

UNS

N06625，堆焊长度不应低于50mm，堆焊厚度不应小于

3mm。6.0.2 用于制造压力容器的复合板应符合下列规定：1

复合板基层宜符合现行行业标准《压力容器用爆炸焊接复合板》NB/T

47002

和本规范第

4章的规定。2

基层材料宜选取优质低碳钢或

SMYS

小于等于

360MPa

的低合金钢。3

耐蚀合金层的材料应符合本规范第

5

章的规定。6.0.3

用于站场的管道宜采用冶金复合管，用于线路的管道可采用衬里复合管或冶金复合管；压力容器宜选用冶金复合板。管件、开孔管道、弯管、切割用管道宜采用冶金复合管。6.0.4 双金属复合管、复合板材料和焊接工艺评定中的耐蚀性评定应符合下列规定：1

宜对基层和耐蚀合金层分别进行评定。2

对基层进行评定时应剥离耐蚀合金层，并按现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

的有关规定执行。3

对耐蚀合金层进行评定时应剥离基层，并按现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

的有关规定执行。4

熔敷金属为碳钢材料时，焊缝应进行

SSC

和

HIC

评定；熔敷金属为耐蚀合金材料时，焊缝应进行

SCC、点腐蚀和晶间腐蚀的评定。6.0.5 双金属复合管和复合板材料的焊接工艺评定应符合下列规定：1

不应用碳钢焊材、低合金钢焊材在耐蚀合金层母材、过渡焊缝和耐蚀合金层焊缝上施焊。2

压力容器复合钢板的焊接宜最后焊接耐蚀合金层。3

焊接工艺评定的硬度应根据图

6.0.5-1、图

6.0.5-2

和

6.0.5-3

用维氏硬度进行检测，硬度应在图中测量位置线（虚线）上进行检测。图

6.0.5-2

和

6.0.5-3

中距熔合线最近的高温热影响区硬度点，离熔合线的距离不应超过

0.5mm。4

基层的热影响区和母材金属的

硬

度

应

小

于

等

于

250HV10，耐蚀合金层热影响区的硬度不应超过母材允许的最大硬度。熔敷金属为碳钢材料时，硬度应

小于等于

250HV10；熔敷金属为耐蚀合金材料时，硬度不应超过用作焊接材料的相应合金的最大硬度。6.0.6

现场焊接应严格按评定合格的焊接工艺评定和焊接工艺规程执行，现场管道切割应采用冷切割方式。6.0.7

现场环焊缝应与耐蚀合金层母材相匹配，宜采用

UNS

N06625

焊材焊接，焊接时应采用内充氩保护，并严格控制层间温度。6.0.8 进行热处理或消除应力处理时，应采用防止影响耐蚀合金材料性能的工艺。6.0.9 宜控制合金稀释对堆焊层耐蚀性能或力学性能的影响。8单位为毫米图6.0.5-1 堆焊层维氏硬度检测示意图EEA—焊缝热影响区；B—虚线为

1

到

12

硬度测量压痕排列线；C—堆焊层；D—基层；E—熔合线到基层上

1、5

和

9EE硬度压痕的距离。当基层厚度大于等于15mm时，

应为13mm；当基层厚度小于15mm时，

应距离基层外表面1.5mm，+0.5mm，-0.0mm；2、6

和

10

的硬度压痕宜完全在热影响区内，并靠近堆焊层与热影响区之间的熔合线边界不超过1.0

mm单位为毫米图6.0.5-2 耐蚀合金复合钢管环焊缝维氏硬度检测示意图A—距离基层外表面

1.5mm，+0.5mm，-0.0mm；B—基层中间壁厚处；C，D—距基层与耐蚀合金层结合面两侧各

1.0mm，+0.0mm，-0.5mm；E—基层；F—耐蚀合金层；2、3、6、7、9、11、13、14、16、17、20

和

23

的硬度压痕宜完全在热影响区内，并应靠近熔合线9单位为毫米图6.0.5-3 压力容器用复合板焊缝维氏硬度检测示意图A—距离基层外表面

1.5mm，+0.5mm，-0.0mm；B—基层的中间壁厚处；C，D—距基层与耐蚀合金层结合面两侧各

1.0mm，+0.0mm，-0.5mm；E—基层；F—耐蚀合金层；G—耐蚀合金熔敷金属；2、3、7、8、10、13、15、16、19、20、23

和

26

的硬度压痕宜完全在热影响区内，并应靠近熔合线107 酸性天然气地面设施用材料7.1

压力容器7.1.1 压力容器各部件的材料应采用附录

A

表

A.1、表

A.2、表

A.3

和表

A.4

中的材料，并应符合本规范第

4

章、第

5

章的规定；用于压力容器的耐蚀合金复合板应符合本规范第

6

章的规定。7.1.2

碳钢和低合金钢压力容器宜选取优质低碳钢或

SMYS

小于等于

360MPa

的低合金钢，并应符合现行国家标准《压力容器

第

2

部分：材料》GB/T

150.2

的规定。钢应为高纯净度、晶粒度为

6

级或更细的全镇静钢，不得选用沸腾钢。7.1.3 用于制造压力容器的

16Mn

锻件、Q345R

在保证材料力学性能的前提下，Mn

的质量分数宜小于等于

1.4%。7.1.4

容器焊缝焊接材料的化学成分应和母材相近，力学性能应不低于母材材料标准中规定的最小值。焊缝应符合本规范第

4

章、第

5

章的规定。7.2

采气管线和集气管线7.2.1 采气管线和集气管线的材料应采用附录

A

表

A.1、表

A.2、表

A.3

和表

A.4

中的材料，并应符合本规范第

4

章、第

5

章的规定；LC

2242（UNS

N08825）或

LC

2262（UNS

N06625）内覆或衬里耐蚀合金复合钢管材料应符合现行行业标准《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》SY/T

6623

和本规范第

6

章的规定。7.2.2

采气管线和集气管线采用碳钢和低合金钢时宜选用优质低碳钢或

SMYS

小于等于

360MPa

的低合金钢无缝钢管或直缝埋弧焊钢管。钢应为高纯净度、晶粒度为

6

级或更细的全镇静钢。7.2.3

管线环焊缝焊接材料的化学成分应与母材相近，力学性能不应低于母材材料标准中规定的最小值。焊缝应符合本规范第

4

章、第

5

章的规定。7.2.4 管件材料可采用附录

A

中的材料，热煨弯管还应符合现行行业标准《油气输送用钢制感应加热弯管》SY/T

5257

的规定。7.3

阀门7.3.17.3.2

阀门的各部件应采用附录

A

中的材料，并应符合本规范第

4

章和第

5

章的规定。用于制作阀体、阀盖、填料压盖、法兰等的

35CrMo、30CrMo

锻钢应经淬火加回火处理。35CrMo、30CrMo

为基体金属用作阀板、阀瓣、针型阀阀芯、阀座，密封面堆焊或喷焊钴基或镍基合金后应进行消除应力热处理。7.3.3

用于阀体的

WCA、WCB

和

WCC

级碳素钢铸件应为退火、正火或正火加回火状态，并应符合现行国家标准《通用阀门

碳素钢铸件技术条件》GB/T

12229

的规定。用于阀体的

LCA、LCB

和

LCC铸件应为正火加回火或淬火加回火状态，并应符合现行行业标准《阀门用低温钢铸件技术条件》JB/T7248

的规定。铸件的硬度应小于等于

22HRC。铸件补焊后应在不低于

620℃的温度进行应力消除。7.3.47.3.5

用于阀杆的奥氏体不锈钢

3Cr17Ni7Mo2SiN（318）棒材应符合

5.0.2

和附录

B

的规定用于阀门部件（不含阀杆）和节流器部件的马氏体不锈钢

12Cr13

铸件或锻件应符合

5.0.3

的规定。7.3.6

用于阀杆的沉淀硬化镍基合金

0Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）棒材应符合

5.0.5

和附录

B

的规定。7.3.7 用于阀杆的沉淀硬化镍基合金应符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

的有关规定。117.3.8 用于阀杆的钛合金

TC4

锻态棒材应符合

5.0.6

的规定。7.4

其他7.4.1 弹性元件应采用附录

A

表

A.2

和表

A.4

中的材料，并应符合本规范第

5

章的规定。7.4.2 弹簧材料采用沉淀硬化镍基合金

0Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）带材时应符合

5.0.5

和附录

B的规定。7.4.3 仪表接管、压紧连接管件和地面控制管线可采用附录

A

表

A.1、表

A.2、表

A.4

中的材料，并应符合本规范第

4

章和第

5

章的规定。7.4.4 用于下列条件的紧固件应符合本规范第

4

章和第

5

章的规定：1

直接暴露于酸性环境的紧固件。2

被掩埋、隔绝、安装于法兰保护装置上的紧固件。3

其他不允许直接暴露于大气环境中的紧固件。7.4.5 直接暴露于大气环境中的紧固件可不采用抗硫化氢的材料。7.5

用于高含硫化氢环境的材料《7.5.1 天然气中硫化氢体积分数大于等于

5%的高含硫化氢环境中使用的管道、管件、阀门和设备应《符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

1

部分：选择抗裂纹材料的一般原则》GB/T

20972.1、

石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

和《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

的规定。7.5.2 碳钢和低合金钢采集气管道应符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

和《石油天然气工业

管线输送系统用钢管》GB/T

9711

中酸性服役条件

PSL2

钢管的规定；耐蚀合金管道应符合国家现行标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T20972.3

和《耐腐蚀合金管线钢管》SY/T

6601

的规定；耐蚀合金复合钢管应符合国家现行标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T20972.3

和《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》SY/T

6623

的规定。7.5.3 用于高含硫化氢环境中的材料应是纯净度高的细晶粒结构全镇静钢。7.5.4 不应采用热轧态的碳钢和低合金钢。7.5.5 材料和焊缝应符合现行国家标准《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第1

部分：选择抗裂纹材料的一般原则》GB/T

20972.1、《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2

和《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3

的规定，焊缝还应符合现行国家标准《控制钢制管道和设备焊缝硬度防止硫化物应力开裂技术规范》GB/T

27866

的规定。7.5.6

所有碳钢、低合金钢焊缝应

在不低于

620℃的温度进行焊后热处理，硬度应小于等于250HV10。7.5.7

接触湿含硫化氢介质并承受拉应力的部件不应采用马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢或双相不锈钢。7.5.8 对用于硫化氢分压大于

1.0MPa

环境的碳钢、低合金钢和焊缝，若没有

2

年以上类似工况的成功现场使用经验，应进行模拟现场条件的

SSC

试验。127.5.9 碳钢和低合金钢的抗

SSC

性能评价试验应按现行国家标准《金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法》GB/T

4157

执行，试验加载应力不应低于材料

AYS

的80%。7.5.10

耐蚀合金材料的抗

SCC

性能评价试验应按现行国家标准《金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法》GB/T

4157

执行，弯梁试验加载应力应为材料

AYS

的100%，单轴拉伸试验的加载应力应为材料

AYS

的

90%。7.5.11 碳钢和低合金钢的

HIC

性能评价试验应按现行国家标准《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》GB/T

8650

的规定执行，验收指标应满足每个试样单个截面的最大允许值不超过下列验收极限：1

裂纹长度率（CLR）≤10%2

裂纹厚度率（CTR）≤3%3

裂纹敏感率（CSR）≤1%7.5.127.5.13

管道附件应与管道材质一致，并符合本规范第

4

章、第

5

章的相关规定。阀门材料应符合下列规定：1

碳钢和低合金钢的化学成分质量分数应满足：C≤0.23%、S≤0.010%、P≤0.020%。2

用于焊接的碳钢和低合金钢的碳当量应小于等于

0.42%。13材料类别标准牌号环境限制用途备注碳钢NB/T4700820、35SSC

3

区阀体、阀盖、法兰等承压元件—GB/T

12229WCA、WCB、WCCSSC

3

区阀体、阀盖—JB/T

7248LCA、LCB、LCCSSC

3

区阀体、阀盖—GB/T

69925、30、35SSC

3

区螺栓—GB/T

713Q245RSSC

3

区设备及容器壳体等—低合金钢NB/T4700816MnSSC

3

区法兰承压元件—GB/T

353116MnDRSSC

3

区设备及容器壳体等—GB/T

713Q345RSSC

3

区容器壳体等—NB/T4700830CrMo、35CrMoSSC

3

区阀体、阀盖、法兰—GB/T

307735CrMoSSC

3

区阀体、阀盖、法兰、螺栓等（1）热处理状态：淬火加回火（2）用于制造阀体、阀盖、法兰应满足

GB/T22513

的要求GB/T

307730CrMoSSC

3

区阀体、阀盖、法兰、螺母等材料类别标准牌号环境限制用途备注奥氏体不锈钢GB/T

1220GB/T

4237NB/T

47010022Cr17Ni12Mo206Cr19Ni1006Cr18Ni11Ti06Cr17Ni12Mo2见

GB/T

20972.3阀门和仪表的零件、容器设备的管束、壳体等——3Cr17Ni7Mo2SiN（318）见

GB/T

20972.3高压井口和站场阀门的阀杆附录

B马氏体不锈钢GB/T

122012Cr13见

GB/T

20972.3阀门零件（不包括阀杆和其他高应力部件）—附录

A 用于酸性环境的金属材料A.1

用于酸性环境的碳钢和低合金钢材料宜从表

A.1

中选择。表

A.1 用于酸性环境的碳钢和低合金钢注：用于

SSC

3

区的材料也可用于

SSC

1

区和

SSC

2

区。A.2

用于酸性环境的不锈钢材料宜从表

A.2

中选择。表A.2用于酸性环境的不锈钢A.3

用于酸性环境的管材宜从表

A.3表A.2用于酸性环境的不锈钢14材料类别标准牌号环境限制用途备注碳钢GB/T308710、20SSC

3

区设备壳体、接管，采集气管线、管件等—GB/T647910、20—GB/T

994810、20应

符

合

GB/T9948

中的附录《用于含

H2S

环境的优质碳素结构钢钢管抗开裂补充技术要求》的规定GB/T531020G—碳钢和低合金钢GB/T

9711酸性环境用L245、L290、L360

钢级SSC

3

区设备管束，采集气管线、管件等—酸性环境用

L415、L450钢级SSC

3

区用于

SSC

3

区应进行产品的抗SSC

评定耐蚀合金钢SY/T6601LC

2242见

GB/T

20972.3采集气管线、管件等对

应

UNSN08825LC

2262对

应

UNSN06625材料类别标准牌号环境限制用途备注镍基合金GB/T

15007NS3304见

GB/T20972.3高腐蚀性系统的结构件和弹性敏感元件对应

UNS

N10276NS1402对应

UNS

N08825NS1403对应

UNS

N08020NS1404对应

UNS

N08028NS1405对应

UNS

N08535NS3306对应

UNS

N06625NS3311对应

UNS

N06059NS4301阀门、仪表等用的弹性元件对应

UNS

N07718NS4102对应

UNS

N07750JB/T

5329.10Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）见

GB/T20972.3阀门、仪表等用的弹性元件——0Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）见

GB/T20972.3阀杆附录

B表A.3

用于酸性环境的管材A.4

用于酸性环境的非铁基耐蚀合金材料宜从表

表A.3

用于酸性环境的管材表A.4表A.4用于酸性环境的非铁基耐蚀合金材料类别标准牌号/类别环境限制用途备注钴基堆焊焊条高铬镍钢堆焊焊条GB/T

984EDCoCrEDCrNi见

GB/T20972.3用于耐磨、耐蚀零件表面堆焊，如阀板、阀芯等、阀座—镍铬钼焊条GB/T

13814ENi6625见

GB/T20972.3—镍铬钼焊丝GB/T

15620SNi6625SNi6276见

GB/T20972.3—镍铬铁焊丝SNi8065镍基粉末JB/T

7744PT1101PT1102见

GB/T20972.3用于耐磨、耐蚀的大面积零件的表面喷焊，如平板阀的阀板等等离子弧堆焊钴基粉末PT2101PT2103见

GB/T20972.3Ni-Cr-B-Si

系自熔合金粉YS/T

527镍基

FZNi

系列见

GB/T20972.3可采用氧－乙炔火焰喷焊、等离子堆焊硬质合金GB/T18376.3LQ10LQ20见

GB/T20972.3用于耐磨、耐蚀的零件—续表

A.4钛合金 GB/T

2965 TC4 见

GB/T20972.3

各类阀门的阀杆、高压耐蚀部件

—A.5

用于酸性环境的喷焊合金和堆焊焊条宜从表

A.5

中选择。表A.5表A.5用于酸性环境的喷焊合金和堆焊焊条CSiMnSPNiCr≤0.050≤0.40≤0.60≤0.015≤0.01539.00~42.0014.00~17.00MoTiCuBAlFe—4.50~5.502.50~3.202.50~3.20≤0.0100.70~1.40余量—CSiMnSPCrMoNiNFe0.22~0.300.80~1.60≤1.00≤0.020≤0.02516.00~18.002.00~3.006.00~8.000.15~0.25余量抗拉强度

Rm（MPa）规定塑性延伸强度

Rp0.2（MPa）断后伸长率

A（%）硬度

HRC≥785≥420≥30≤24B.1.1

附录

B

3Cr17Ni7Mo2SiN

和

0Cr15Ni40MoCuTiAlB

技术要求B.1

3Cr17Ni7Mo2SiN（318）棒材技术要求化学成分3Cr17Ni7Mo2SiN(318)的化学成分（熔炼分析）应符合表

B.1

规定。成品

318

棒材化学成分允许偏差应符合现行国家标准《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T

222

的规定。表B.1表B.13Cr17Ni7Mo2SiN(318)的化学成分要求（质量分数，%）

热处理制度推荐热处理制度：固溶处理（1100℃～1150℃保温

0.5h～3h，水冷）。B.1.3

力学性能3Cr17Ni7Mo2SiN(318)的室温力学性能应符合表

B.2

规定。表B.23Cr17Ni7Mo2SiN(318)的力学性能要求表B.23Cr17Ni7Mo2SiN(318)的力学性能要求B.2

0Cr15Ni40MoCuTiAlB（3YC7）棒材技术要求

化学成分0Cr15Ni40MoCuTiAlB

(3YC7)的化学成分（熔炼分析）应符合表

B.3

规定。

表B.3

0Cr15Ni40MoCuTiAlB(3YC7)的化学成分要求（质量分数，%）B.2.2热处理制度推荐热处理制度：固溶处理（1020℃～1080℃保温

0.5h～3h，水冷）加时效处理（表B.3

0Cr15Ni40MoCuTiAlB(3YC7)的化学成分要求（质量分数，%）B.2.2热处理制度保温

5h～7h，空冷）。B.2.3

力学性能0Cr15Ni40MoCuTiAlB

(3YC7)的室温力学性能应符合表

B.5

规定。17抗拉强度

Rm（MPa）规定塑性延伸强度

Rp0.2（MPa）断后伸长率

A（%）硬度

HRC≥965≥517≥25≤40表B.5表B.5

0Cr15Ni40MoCuTiAlB(3YC7)的力学性能标准用词说明1

为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。4）表示允许有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2

本规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。19引用标准名录《压力容器

第

2

部分：材料》GB/T

150.2《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T

222《金属材料

洛氏硬度试验

第

1

部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T

标尺）》GB/T

230.1《金属材料

布氏硬度试验

第

1

部分：试验方法》GB/T

231.1《优质碳素结构钢》GB/T

699《锅炉和压力容器用钢板》GB/T

713《堆焊焊条》GB/T

984《不锈钢棒》GB/T

1220《钛及钛合金棒材》GB/T

2965《合金结构钢》GB/T

3077《低中压锅炉用无缝钢管》GB/T

3087《低温压力容器用钢板》GB/T

3531《金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法》GB/T

4157《不锈钢热轧钢板》GB/T

4237《金属材料

维氏硬度试验

第

1

部分：试验方法》GB/T

4340.1《高压锅炉用无缝钢管》GB/T

5310《高压化肥设备用无缝钢管》GB/T

6479《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》GB/T

8650《石油天然气工业

管线输送系统用钢管》GB/T

9711《石油裂化用无缝钢管》GB/T

9948《镍及镍合金焊条》GB/T

13814《耐蚀合金牌号》GB/T

15007《镍及镍合金焊丝》GB/T

15620《硬质合金牌号

第

3

部分：耐磨零件用硬质合金牌号》GB/T

18376.3《通用阀门

碳素钢铸件技术条件》GB/T

12229《金属和合金的腐蚀

应力腐蚀试验

第

7

部分：慢应变速率试验》GB/T

15970.7《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

1

部分：选择抗裂纹材料的一般原则》GB/T

20972.1《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

2

部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》GB/T

20972.2《石油天然气工业

油气开采中用于含硫化氢环境的材料

第

3

部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金》GB/T

20972.3《石油天然气工业

钻井和采油设备

井口装置和采油树》GB/T

22513《控制钢制管道和设备焊缝硬度防止硫化物应力开裂技术规范》GB/T

27866《金属材料

硬度值的换算》GB/T

33362《气田集输设计规范》GB

50349《压力容器用爆炸焊接复合板》NB/T

47002《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB/T

4700820《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB/T

47010《仪表用耐腐蚀弹性合金

第

1

部分：耐硫化物腐蚀

0Cr15Ni40MoCuTiAlB

弹性合金带材》JB/T5329.1《阀门用低温钢铸件技术条件》JB/T

7248《阀门密封面等离子弧堆焊用合金粉末》JB/T

7744《油气输送用钢制感应加热弯管》SY/T

5257《高含硫化氢气田地面集输系统设计规范》SY/T

0612《耐腐蚀合金管线钢管》SY/T

6601《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》

SY/T

6623《高含硫化氢气田金属材料现场硬度检验技术规范》SY/T

7024《Ni-Cr-B-Si

系自熔合金粉》YS/T

52721天然气地面设施抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂金属材料技术规范条

文

说

明22修

订

说

明本规范是在《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的

金属材料要求》SY/T0599-2006

的基础上修订而成，上一版的起草单位是中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，主要起草人员是施岱艳、宋德琦、姜放、周平、王秦晋、杨朔、邓红、曹晓燕、夏永生、傅贺平。本规范修订过程中，编制组总结了国内含硫化氢气田金属材料应用的成功经验，同时征求了国内主要设计、研究、制造以及生产运行单位的多方面意见，反复修改，最后经审查定稿。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，本规范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文说明规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与本规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握本规范规定的参考。23目

次1 总

则..................................................................................................................................................................252 术语和缩略语.....................................................................................................................................................262.1 术语.............................................................................................................................................................263 一般规定............................................................................................................................................................274 碳钢和低合金钢..................................................................................................................................................294.1 用于

0

区和

SSC

1

区的材料.........................................................................................................................294.3 用于

SSC

3

区的材料....................................................................................................................................295 耐蚀合金及其他合金...........................................................................................................................................306 双金属复合管和复合板材料................................................................................................................................317 酸性天然气地面设施用材料................................................................................................................................327.1

压力容器...................................................................................................................................................... 327.2

采气管线和集气管线.................................................................................................................................... 327.3

阀门............................................................................................................................................................. 327.4

其他............................................................................................................................................................. 327.5 用于高含硫化氢环境的材料.............................................................................................................................32241 总

则1.0.1 本条说明了制定本规范的目的。在酸性环境中，由于

SSC

和（或）SCC

的裂纹扩展较快，容易引发重大事故，因此在本规范中首先考虑金属材料的抗

SSC

和（或）SCC

性能。但在酸性环境的设计选材过程中，仍然应考虑由于电化学失重腐蚀、HIC、应力定向氢致开裂（SOHIC）和软区开裂（SZC）而导致某些用于管线和容器的碳钢或低合金钢的失效，通过选择适当的材料或采用缓蚀剂等其他措施加以控制。1.0.2

本条明确了本规范的适用范围，对上一版的内容做了调整，避免理解歧义。本规范适用于按常规弹性准则设计和制造设备所用材料的选择和评定，对于按塑性设计准则（比如