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石油,石化和天然气工业—金属材料在腐蚀性石油精炼环境中抗硫化应力开裂ANSI/NACE MR0103/ISO 17945: 2016(中文翻译版)

ANSI/NACE MR0103/ISO 17945: 2016

石油,石化和天然气工业金属材料在腐蚀性石油精炼环境中抗硫化应力开裂

美国国家标准

20151123日批准

 (仅供参考)

版权保护文件

ISONACE材料都受到版权保护。没有获得NACE国际的书面许可,本出版物任何部分不能通过任何形式进行复制,包括电子检索系统。所有与ANSI/NACE MR0103/ISO 17945相关的申请应提交给NACE。版权所有。

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在美国由NACE印刷

 

目录...............................................................................................................................页码

前言...................................................................................................................................6

引言...................................................................................................................................7

1.范围................................................................................................................................8

2.规范性引用文件............................................................................................................8

3.术语和定义....................................................................................................................9

4.符号和缩略语..............................................................................................................10

5.责任..............................................................................................................................11

5.1最终用户的责任........................................................................................................11

5.2制造商的责任............................................................................................................12

6.导致硫化应力开裂(SSC)的因素............................................................................12

6.1影响硫化应力开裂(SSC)的常规参数................................................................12

6.2材料状态及应力水平对SSC敏感性的影响..........................................................12

6.3氢渗透流量对SSC的影响......................................................................................12

6.4高温暴露对SSC的影响..........................................................................................13

6.5由于SSC造成的失效时间的影响因素..................................................................14

6.6确定设备是否涵盖在本国际标准范围内的依据....................................................14

7.本国际标准收录的材料..............................................................................................14

8.硬度要求......................................................................................................................15

9.增添新材料或新工艺的程序......................................................................................16

9.1一般投票要求............................................................................................................16

9.2现场经验数据要求....................................................................................................16

9.3实验室试验数据要求................................................................................................16

10.新的限制条件和废止材料........................................................................................17

11.特定用途的未列出的合金、工况和/或工艺的鉴定................................................17

12.标准线路图................................................................................................................19

13.铁基材料....................................................................................................................19

13.1碳钢和合金钢..........................................................................................................19

13.1.1所有碳钢和合金钢要求.......................................................................................19

13.1.2 ASME BPVCIX章中列出的P-No.1组别1或组别2的碳钢要求............19

13.1.3其他碳钢要求.......................................................................................................20

13.1.4 ASME BPVCIX章中所列的P系列合金钢要求.........................................20

13.1.5其他合金钢的要求...............................................................................................20

13.1.6碳钢和合金钢的冷成型要求...............................................................................20

13.1.7 ASME BPVCIX章中所列的P-No.1系列碳钢的焊接要求........................21

13.1.8 ASME BPVCIX章中所列的P-No.3,4,5A系列合金钢的焊接要求.......21

13.1.9碳钢和合金钢表面的耐腐蚀堆焊层,堆焊硬质层,覆盖层及热喷涂覆层.....21

13.2铸铁和球墨铸铁.......................................................................................................22

13.3铁素体不锈钢...........................................................................................................22

13.4马氏体不锈钢...........................................................................................................22

13.4.1常规马氏体不锈钢................................................................................................22

13.4.2低碳马氏体不锈钢................................................................................................23

13.4.3马氏体不锈钢的焊接和堆焊................................................................................23

13.5奥氏体不锈钢...........................................................................................................24

13.6特定的奥氏体不锈钢牌号.......................................................................................24

13.7高度合金化的奥氏体不锈钢...................................................................................24

13.8双相不锈钢...............................................................................................................25

13.8.1双相不锈钢的一般要求........................................................................................25

13.8.2双相不锈钢的焊接要求........................................................................................25

13.9沉淀硬化的不锈钢...................................................................................................26

13.9.1奥氏体沉淀硬化型不锈钢....................................................................................26

13.9.2马氏体沉淀硬化型不锈钢....................................................................................26

13.9.3沉淀硬化不锈钢的焊接要求................................................................................27

14.有色金属材料..............................................................................................................27

14.1镍合金.......................................................................................................................27

14.1.1固溶镍合金............................................................................................................27

14.1.2可沉淀硬化的镍合金............................................................................................28

14.2钴镍铬钼合金...........................................................................................................28

14.3钴镍铬钨合金...........................................................................................................29

14.4钛合金.......................................................................................................................29

14.5铝合金.......................................................................................................................30

14.6铜合金.......................................................................................................................30

15.装配要求......................................................................................................................30

15.1一般装配要求...........................................................................................................30

15.2耐腐蚀堆焊层,硬质堆焊层以及覆盖层................................................................31

15.3焊接...........................................................................................................................31

15.4碳钢、合金钢和马氏体不锈钢镀层........................................................................31

15.5标识的打印...............................................................................................................32

15.6螺纹的加工...............................................................................................................32

15.6.1机械切削螺纹........................................................................................................32

15.6.2冷作成形(套扣)螺纹........................................................................................32

15.7冷作成形工艺...........................................................................................................32

16.栓接..............................................................................................................................32

16.1一般栓接要求...........................................................................................................32

16.2裸露的栓接...............................................................................................................33

16.3非裸露的栓接...........................................................................................................33

17.镀层、喷涂和扩散工艺..............................................................................................33

18.特殊部件......................................................................................................................34

18.1特殊部件的一般要求...............................................................................................34

18.2轴承...........................................................................................................................34

18.3弹簧...........................................................................................................................34

18.4仪器和控制装置.......................................................................................................34

18.4.1仪器和控制装置的一般要求.................................................................................34

18.4.2隔膜、测压装置和压力密封件.............................................................................35

18.5密封环和垫片............................................................................................................35

18.6止动环........................................................................................................................35

18.7特殊工艺部件............................................................................................................35

19.阀门...............................................................................................................................35

20.压缩机和泵...................................................................................................................36

附录A(资料性附录)硫化物种类分布图....................................................................37

附录B(资料性附录)硬度试验和要求的背景信息....................................................38

附录C(规范性附录)焊接程序评定硬度调查布局....................................................43

参考文献............................................................................................................................52

 

前言

ISO(国际标准化组织)是各国的国家标准机构(ISO成员单位)的世界性联盟。ISO国际标准的编制通常是通过ISO 技术委员会组织完成的。凡是对某技术委员会已经确定的项目感兴趣的每个成员单位都有权派代表参加该委员会的工作。凡是与国际标准化组织(ISO)有联系的国际组织,不管是政府的还是非政府的,也可参加ISO国际标准的编制工作。ISO在电工技术标准化的各个方面与国际电工委员会(IEC)紧密协作。

用于制定及在将来维护本文件的程序见ISO/IEC指令第1部分。特别要注意不同类型ISO文件的不同审批标准。本文件是按照ISO/IE指令第2部分(见www.isoorg/directives)的编辑规则起草的。

时刻注意本文件某些内容可能涉及到专利权。ISO应不为识别任何或所有专利权承担责任。在本文件起草期间识别的任何专利权细节将出现在前言和/或收到的ISO专利权声明清单中(见www.iso.org/patents)。

本文件中使用的任何商标仅是为了向用户提供方便,并不构成一种认可。

与合格评定相关的ISO 特定术语和表达的含义解释及与ISO所遵守的WTO贸易技术壁垒(TBT)相关的信息见下列URLForeword-Supplementary information

本文件由ISO/TC67“石油、石化和天然气工业用材料、设备和海上结构委员会负责。

 

引言

精炼工业所用的术语硫化氢(H2S)湿气开裂,包含着一系列的破损机理,包括含硫化氢(H2S)湿气的精炼环境或天然气工厂的处理环境中因进入氢气而出现的破损机理。由于进入氢气而造成材料损失的类型之一是金属焊接件和显微组织硫化应力开裂(SSC),本国际标准将讲述此种损失类型。其他类型的材料损失包括氢气孔、氢气诱发的开裂(HIC)、应力导向的氢诱发开裂(SOHIC),不在本国际标准中讲述。

在过去,许多最终用户、行业组织(如API)和向炼油行业供应诸如转动设备、阀门等。设备和产品的制造商,规定采用NACE标准MR0175/ISO 15156来限定材料要求,以防止发生SSC。然而,大家都知道NACE MR0175/ISO 15156是专门为油、气开采行业制订的,炼制环境并不在该标准范围之内。2003年,发布了首版专门用于炼厂酸性环境的金属材料标准-NACE MR0103标准。本国际标准虽然是基于MR0175/ISO 15156的成功经验,但又是专门为炼厂环境和用途制订的。本标准的其它参考文献是NACE标准RP0296NACE出版物8X1948X294以及工作组成员的炼油经验。

NACE MR0103中所给出的材料、热处理和材料性能要求,其基于油、气开采行业的大量经验(在MR0175/ISO 15156中提供了这些资料),工作组相信对炼制行业也是有很有作用的。

本国际标准根据标准NACE MR0103制定的。

 

石油,石化和天然气工业金属材料在腐蚀性石油精炼环境中抗硫化应力开裂

1、范围

本国际标准规定了酸性石油精炼环境和含H2S气体或H2S溶解在带或不带烃的水相介质中的相关处理环境抗硫化应力开裂材料的要求。本国际标准不包括,也没有计划包含设计规范。H2S湿气的其他开裂形式、环境开裂、腐蚀和其他失效模式不在本国际标准规定的范围之内。以供精炼厂、设备制造商、工程承包商和建筑承包商使用。

本国际标准专门用于防止精炼工业用设备(包括压力容器、热交换炉、管道、阀体、泵和压缩机箱)和部件发生的硫化应力开裂。ASME BPVCIX章中归于P-No.1类别下的碳钢,对其硫化应力开裂的预防要求与NACE PR0472相一致。

本国际标准适用于裸露于酸性精炼环境(见第6条)中的所有设备部件,这些部位出现硫化应力开裂将会导致(1)危及承压系统的整体性;(2)妨碍设备的基本功能;和/或(3)仍然处于承压状态下,但设备却无法恢复到某一操作状态。

 

2、规范性引用文件

下列全部或部分文件在本文件内被规范性引用,且是其应用中必不可少的组成部分。凡是注明日期的引用文件,只有所列版本适用。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用。

NACE标准TM0177,金属在H2S环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验1

ANSI/NACE MR0175/ISO 15156,石油和天然气工业油气开采中用于含H2S环境的材料1

ASTM A833比较硬度测试仪测量金属材料压痕硬度的标准规程

ASTM E384材料的努氏和维氏硬度标准试验方法

ASTM E562用系统人工点计数法测定体积分数的试验方法

SAE AMS2430自动喷丸

1NACE国际,1440 South Creek Dr., Houston, TX 77084-4906, USA

 

3.术语和定义

本文件适用于下列术语和定义。

3.1

低转变温度lower transformation temperature

Ac1

加热过程中奥氏体开始转变时的温度。

3.2

高转变温度

Ac3

加热期间,铁素体完全转变为奥氏体时的温度。

3.3

合金钢

碳(通常小于2.5%)和锰(通常不小于0.25%)组成的铁合金,除了锰,硅,和铜元素外,其对一种或多种合金元素都规定了最低含量,且不规定最低镍含量大于等于10%

3.4

奥氏体不锈钢

室温下,显微组织为主要为奥氏体组织的不锈钢。

3.5

碳钢carbon steel

碳(通常小于2.5%)和锰(通常不小于0.25%)组成的铁合金,除了锰,硅,和铜元素外,其对任何合金元未规定最低含量,且除了碳,硅,锰,铜和硫外偶尔还含有其它(杂质)元素。

3.6

覆层

施加在相对不耐腐蚀的基材的整个润湿表面上的耐腐蚀合金材料的冶金结合层(辊压接合,爆炸接合或焊接重叠)。

条目注1:参见堆焊。

3.7

双相不锈钢

铁素体/奥氏体不锈钢

室温下显微组织主要为铁素体和奥氏体组织的不锈钢。

3.8

最终用户

对组件(例如,压力容器,管道,泵,压缩机等)拥有所有权和运行权的机构或公司。

3.9

铁素体不锈钢

室温下显微组织主要为铁素体组织的不锈钢。

3.10

不锈钢

铬质量百分含量在10.5%及以上的铁合金,为保证其它性能可能添加其它元素。

3.11

硫化物应力开裂

SSC

指存在水和H2S时,在拉应力和腐蚀共同作用下造成金属开裂。(SSC是氢致应力开裂的一种形态)。

3.12

热喷涂涂层

高温处理过程,将细金属或非金属粉末以熔融状态或半熔融状态下沉积以便在冷却时在表面形成的一种涂层。

3.13

耐腐蚀堆焊

在基体材料表层沉积一层或多层耐腐蚀焊接金属以便提高表面的耐腐蚀性能。

条目注1:参见覆层。

3.14

硬表面堆焊

在材料表面沉积一层或多层堆焊金属以便提高表面的耐磨性能。

 

4.符号和缩略语

ANSI  美国国家标准学会

API   美国石油学会

ASME  ASME(原名美国机械工程师学会)

AWS  美国焊接学会

BPVC  锅炉及压力容器规范

HAZ   热影响区

HI   热输入

HIC   氢气诱发的开裂

NACE  NACE国际(原名美国防腐工程师协会)

Ppmw  按质量计的百万分之一,SI单位通常表示为mg/kg

PQR   程序鉴定记录

PREN  蚀点抗力当量数

PWHT  焊后热处理

SOHIC  应力导向的氢诱发开裂

SSC   硫化应力开裂

UNS   统一编号系统(金属和合金)

WPQT  焊接工艺评定试验

 

5.责任

5.1最终用户的责任

5.1.1明确操作条件和规定什么时候本国际标准适用是最终用户的责任(或最终用户的代理人)。

5.1.2确保材料满足预期的使用环境是最终用户(最终用户的代理人)的责任。最终用户(最终用户的代理人)可以基于所使用的压力、温度、腐蚀性、介质性质等操作工况选择特定的材料。对任一给定部件来说,根据本国际标准都可以选出众多候选材料。也可根据下列方法之一选择使用清单之外的材料:

a)如果基于科学知识和/或经验数据所做的金相检查显示具有足够的抗硫化应力开裂能力。那么可根据第9条中规定的方法,提议将这些材料收录到本标准中。

b)如果通过风险分析显示在所研究的用途下,硫化应力开裂的出现是可以接受的。

5.1.3尽管H2S湿气的其他开裂形式、环境开裂、腐蚀和其他失效模式不在本国际标准规定的范围之内,但在设计和设备操作时应予以考虑。恶劣的腐蚀性环境和/或充入氢气的工况可能会导致除硫化应力开裂机理以外的其他失效机理,应用本国际标准范围以外的其他方法减少这种情况的发生。

5.2制造商的责任

制造商的责任是满足本国际标准的金相要求。

 

6.促使硫化应力开裂(SSC)的因素

6.1影响硫化应力开裂(SSC)的常规参数

精炼设备的硫化应力开裂受许多参数间复杂的相互作用的影响,包括以下参数:

a)裸露于酸性环境中的材料的化学成分、强度(用硬度表示)、热处理和显微结构;

b)材料中存在的总拉伸应力(施加的拉伸应力加上残余的拉伸应力);

c)材料中所产生的氢气通量(是环境的作用,即自由水、H2S浓度、pH值和其他环境参数(例如:游离态的氰化物的存在和二价硫化物离子的浓度)的存在);

d)温度;

e)时间。

6.2材料状态及应力水平对SSC敏感性的影响

6.2.1材料对硫化应力开裂的敏感性主要与材料的强度(用硬度表示)有关,材料强度受材料的化学成分、热处理和显微结构的影响。通常,高硬度的材料具有较高的硫化应力开裂敏感性。

6.2.2精炼压力容器和管道用碳钢在典型H2S湿气环境用的硫化应力开裂情况通常不太关注,因为这些钢的硬度水平足够低。

6.2.3对于不恰当热处理材料、堆焊和热影响(HAZ),但是,局部硬度可能会很高。

6.2.4给定材料的敏感性会随着拉伸应力的增加而增加。

6.2.5残余应力会增加总体的拉伸应力水平。与焊缝有关的高残余应力会增加硫化应力开裂的敏感性。

6.2.6无论残余应力减不减小,都要控制焊接件的硬度,这是公认的防止硫化应力开裂的有效方法,如NACE SP0472关于P-No.1碳钢的概述。

6.3氢渗透流量对SSC的影响

6.3.1硫化应力开裂敏感性还与氢气在钢中的渗透量有关,这主要与两个环境参数有关:pH值和水中硫化物的含量。在处于均衡状态下的封闭系统中,溶解的硫化氢(H2Saq),二价硫化物离子(HS-)和硫化物离子(S2-)(有时称为可溶硫化物)以不同的pH值存在于水溶液中。

6.3.2在图A.1中所示的硫化物种类分布图表明了存在于2577℉)的水溶液中以pH值作为依据的硫化物相关含量。在pH值小于6时,溶解的硫化氢H2Saq为存在于水相中硫化物种类的主要含量(>总量的90%)。在pH值为811之间时,二价硫化物离子(HS-)为存在于水相中硫化物种类的主要含量(>总量的90%)。在pH值大于13时,硫化物离子(S2-)为存在于水相中硫化物种类的主要含量(>总量的90%)。在pH值为7时,系统中含有50H2Saq50%HS-,而实质上没有硫化物离子(S2-)。在pH值为12时,系统中含有50%HS-50%S2-,而实质上没有H2Saq。因此,总的硫化物含量指的是存在于水相中的3种硫化物种类的总含量(即H2SaqHS-S2-的总和)。

......

6.3.6精炼的高pH酸性环境有别于MACE MR0175/ISO 15156所述的石油和天然气开采的酸性环境,因为石油和天然气开采过程中许多酸性湿气中还含有二氧化碳气,因此显示较低的pH值。另一较大的区别是精炼酸性环境中的氯离子浓度比石油开采酸性环境中的氯化物离子要低很多。

6.4高温暴露对SSC的影响

如果高温不能去除(液相)自由水,那么随着温度的升高将会增加氢气渗透的可能。高温可促进H2S的分解(因此会产生更多的氢原子),增加氢原子在金属中的扩散率,从而促进氢的渗透。但是,开裂是在接近室温时变得最大化。这个特性很重要,因为金属在高温裸露的情况下会被氢渗透,并在后来逐渐降到较低温度(例如在停机过程中)的过程中出现开裂。

6.5由于SSC造成的失效时间的影响因素

出现失效的时间随着材料强度、总的拉伸应力和环境渗透可能性的增加而缩短。如果有增加硫化应力开裂敏感性的其他因素,那么导致硫化应力开裂的裸露时间会很短。某些敏感设备甚至会在经历短暂的酸性水环境过程中失效,例如在设备停机过程中。

6.6确定设备是否涵盖在本国际标准范围内的依据

最终用户(或最终用户的代理人)应判定工艺环境中是否存在有导致硫化应力开裂的关键参数,判定设备是否属于本国际标准范围内。最终用户(或最终用户的代理人)可以根据经验、风险分析,或上述原则(特别是6.36.4中提供的环境条件)做出判定。在用这些原则判定设备是否在本国际标准范围内时,应考虑各厂间的操作模式以及对材料结构的可能影响,即常规操作、非常规操作、(将来可能的)备选操作模式、以及启动/关闭工况(例如,催化剂的预先硫化等)。

 

7.本国际标准收录的材料

7.1本国际标准收录的抗硫化应力开裂材料,未必对硫化应力开裂具有免疫性。这些材料的收录是基于它们在现场应用、或在硫化应力开裂实验室试验、或即在现场应用又在试验中所表现出来的硫化应力开裂抗力。

7.2不是列出的所有材料都展示出了相同的抗硫化应力开裂能力水平。标准的实验室硫化应力开裂试验(例如NACE TM0177中阐述的试验)应是加速或恶化试验。成功通过这些试验的材料在酸性环境中对开裂的抗力通常高于那些试验失败的材料。本国际标准收录的许多合金即使在试验室试验中可能出现了开裂,但在酸性环境的表现还是令人满意的。

7.3不正确的设计、工艺、安装或搬运会使原本耐硫化应力开裂的材料变成了对硫化应力开裂敏感的材料。

7.4本国际标准从来没有试图基于材料对硫化应力开裂的抗力对材料进行排序。为给定用途选择恰当的材料取决于很多因素,包括机械性能、腐蚀抗力和硫化应力开裂相关的抗力,这些超出了本国际标准的范围。

7.5本标准中有大量实例特别引用于ASME BPVC。同时本标准中也有一些其它实例引用自具体工业标准和/或材料等级名称,状态及测试要求(例如ASTMNACEAPIUNS编号等)。在这些情况下,当最终用户批准时,应允许使用另外一种等效的标准,等级名称,状态名称或测试方法。要求替代的机构有责任为最终用户提供足够的信息,数据等。以便证明等效。如果不清楚替代的标准,等级名称和/或状态名称是否和本标准中规定的等同时,强烈推荐最终用户参照第11条款中规定的要求,以便评估替代材料的合格与否。

 

8.硬度要求

8.1硬度与拉伸强度有关,是硫化应力开裂敏感性的主要因素。由于硬度试验与拉伸试验相比,硬度试验是无损试验,并且需要制备的部件/样件相对较少,因此制造商在生产质量控制中以及用户在现场检查中通常采用的是硬度试验。同样,本国际标准对许多材料的主要要求规定是最大可允许的硬度值。

8.2本国际标准中采用了几种不同硬度计。最常用的硬度计是洛氏硬度“C”HRC)、洛氏硬度“B”HRBS)、布氏硬度(HBW)、维氏49N5 kgf)或98N10 kgf)(HV5HV10)。附录B中提供了关于这些硬度计的背景信息和不同硬度间的逻辑关系。

8.3硬度试验及试验报告应严格按照相应的ASTMISO标准中描述的方法进行。附录B列出了不同试验方法所对应的标准。

8.4所有的洛氏试验都应使用标准的试验参数(凹痕、载荷和主要载荷的加载时间)。洛氏试验的样件温度应为10~3550~95)。不可使用润滑剂。因为本国际标准中布氏硬度试验只用于表示钢制材料的硬度,因此所有布氏试验应予进行其试验载荷为29.4 kN3000 kgf)、凹痕直径10 mm和标准的加载时间10~15秒。

8.5某些情况下,用洛氏硬度(HRCHRBS)和布氏硬度(HBW)两种方式表示最大可允许的硬度值。这时,两种硬度计均可使用。

8.6对材料有布氏硬度要求,但用固定的布氏硬度计进行试验又不可行时,应用比较硬度试验法进行试验(通常,但不准确,称作便携式布氏试验)。

8.7如果可行,应用ASTM E140ISO 18265中的转换表将通过其他试验方法得出的硬度值转换成HRCHRBSHBW值。但是,需注意的是这些标准中有很多材料没有适用的转换表。这些转换表只适用于专门列出材料的使用。如果用户同意,可基于经验数据对未包含的材料进行硬度转换。如果使用转换后的硬度值,应根据ASTM E140ISO 18265中规定的要求记录硬度值的转换。

8.8为检测材料的真实硬度应进行足够的硬度测试。如果相互接近的几个硬度读值的平均值不超过规定值且单个硬度读值不超过规定值的2HRC(或超过HBWHV105%),个别硬度超出规定的数值时应认为是合格的。

8.9使用努普或维氏显微硬度试验方法进行硬度试验的验收标准(按照ASTM E384中的规定)超出了本国际标准的范围。更多信息见附录B

......

 

9.增添新材料或新工艺的程序

9.1一般投票要求

新材料和/或新工艺可基于现场经验和/或试验室试验数据进行投票表决。

9.2现场经验数据要求

9.2.1现场经验数据应记录该合金的化学成分、状态、硬度值、影响硫化应力开裂的工艺介质参数,以及暴露的历史记录。

9.2.2某些合金系(例如,双相不锈钢)的显微结构也是关键变量,因此也应记录。

9.3实验室试验数据要求

9.3.1应按照NACE TM0177标准所注明的对材料进行实验室试验。如果实际的使用工况超过了限制范围,则已获得批准的抗硫化应力开裂材料才有可能。

9.3.2应根据NACE TM0177中制定的试验程序对候选材料进行试验。NACE TM0177中规定的拉伸棒、C环、弯曲梁、和双悬臂梁是可以接受的试样。可以使用这些试验样件中的任何一种。

9.3.3三个不同炉次制备商用材料,每炉至少制备三个试验样件,应按照所投票的材料条件对这些样件进行试验。每炉的成分和所采用的热处理方式必须作为投票的一部分提供。对于待收录到本国际标准中的候选材料,其化学成分范围和/UNS号,以及需要的热处理条件必须包含在投票信中。

9.3.4应确定每个试验样件的硬度,并作为投票信的一部分提供报告。每个试验样件的平均硬度应是该试验样件的硬度。某一给定炉次/条件所获得的最小试样硬度就是该炉/条件基于投票目的的硬度值。应在投票信中规定本国际标准收录候选材料所要求达到的最大硬度,并且应提供支持数据。

......

 

10.新的限制条件和废止材料

10.1也可以采用修订过程对材料强加新的限制条件或从本国际标准中划掉材料。新的限制条件可以包括强加最大硬度要求、减小最大硬度要求、取消先前可接受的热处理条件、取消先前可接受的制造工艺等之类的项目。

10.2变更时正在使用中的受影响的材料,如果该材料符合本国际标准先前版本,并且在其现行应用中没有硫化应力开裂经历,则认为该受影响的材料是符合本国际标准的。

10.3当本标准10.2所描述的受影响的材料最终被从其现行用途中去除时,替代材料必须要从本标准现行版本可接受的材料中选取。用受影响的材料制造的新设备,以及用受影响材料制造的新部件所更新的设备,根据本标准章第11条款中所描述的鉴定过程,可以合格地用于特定用途。

 

11.特定用途的清单外的合金、工况和/或工艺的鉴定

11.1本国际标准所列清单之外的合金、工况和工艺经鉴定可适用于特定的酸性用途。第11条提供了鉴定特定用途的本标准所列清单外的合金、工况和/或工艺符合本国际标准的最低要求。

11.2最终用户应负责基于实验室数据、现场经验和/或基于风险分析确定清单之外的合金、工况和/或工艺对特定用途的适宜性。

11.3如果以实验室试验作为接受的基础,那么试验应根据可接受的标准试验方法(例如NACE TM0177中记录的试验方法)进行。

11.4如果以现场经验和/或风险分析作为接受的基础,有许多因素需要考虑:

a)应准确记录现场经验试样的应力水平、材料形态、成形工艺、热处理工艺、显微结构和机械性能(尤其是硬度)。

b)应准确记录现场经验试样所处的环境条件。

c)现场的经验裸露时间应足以确保清单之外的合金、工况和/或工艺对硫化应力开裂的抗力。

11.5清单之外的合金、工况和/或工艺对特定用途适宜性的判定,应以预期的特定用途下的环境工况与实验室试验的环境工况和/或现场经验的环境工况间的比较评估为基础。

11.6用清单之外的某种合金、工况和/或工艺制造设备时,其化学成分、材料形态、成形工艺、热处理工艺和机械性能应以相应的实验室试验样件和/或现场经验样件的信息为基础进行控制。

......


12.标准线路图

为方便使用,表1按材料组别/用途提供了大致信息,以及涉及适用材料和装配要求的特定条款。

1 ISO 17945线路图

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13.铁基材料

13.1碳钢和合金钢

13.1.1所有碳钢和合金钢要求

碳钢和合金钢应符合如下要求:

a)不含有意添加的铅、硒或硫之类的元素以提高机加性能;

b)符合3.1.63.1.9的规定;

c)经下列热处理工艺之一:

1)热轧(仅指碳钢);

2)退火;

3)正火;

4)正火+回火;

5)正火、奥氏体化、淬火+回火;

6)奥体体化、淬火+回火。

注:对于碳钢和合金钢无镍含量最大1%的要求。

13.1.2 ASME BPVCIX章中列出的P-No.1组别1或组别2的碳钢要求

13.1.2.1 ASME BPVCIX章中列出的P-No.1组别1或组别2的碳钢材料应满足13.1.1c)节列出的条件之一。不要求对无母材的硬度进行控制。

13.1.2.2应根据13.1.713.1.9的规定对P-No.1碳钢的焊接进行控制。

13.1.2.3只要P-No.1管道材料在成型之前属于13.1.1c)节列出的条件之一时,该管子由加热至高于临界温度上线(Ac3)成型的弯管是可以接受的。该弯管弯曲部位的硬度不应超过225 HBW

13.1.2.4 P-No.1铸件的补焊必须符合13.1.7节规定的焊接要求。

13.1.3其他碳钢要求

其他碳钢的最大硬度应为22HRC237HBW)。

13.1.4 ASME BPVCIX章中所列的P系列合金钢要求表2列出的ASME BPVCIXP系列合金钢应不超过表列最大硬度值水平。

13.1.5其他合金钢的要求

其他合金钢的最大硬度应为22HRC237HBW)。

13.1.6碳钢和合金钢的冷成型要求

13.1.6.1碳钢和合金钢的冷成型是可以接受的,只要该材料在冷成型之前属于13.1.1c)节列出的条件之一即可。碳钢和合金钢在轧制、冷锻、或会导致外围纤维层永久变形超过5%的任何其他制造工艺之后,都必须去除热应力。液压成型材料不管其外层永久变形量少还是多都应进行去除热应力。

2 P系列合金钢的最大硬度要求

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13.1.6.2热应力的去除应根据相应的ASME规范进行,只是去应力的最低温度应为5931100)。去除应力之后,ASME BPVCIX章列出的碳钢P-No.1材料应能满足最大200HBW的硬度要求。其他碳钢和合金钢应满足13.1.313.1.413.1.5相应的硬度要求。

13.1.6.3只有当API规范允许时,才可以接受冷作旋转拉直的管子.ASTM A53B级、ASTM A106B级、API 5L X-42或具有类似化学成分的低强度材料的冷作直管管件,如果冷作应变小于或等于15%,并且应变区的硬度不超过190HBW,则是可以接受的。

13.1.6.4本节要求不适用于根据相应规范进行压力试验的冷作工艺。

13.1.7ASME BPVCIX章中所列的P-No.1系列碳钢的焊接要求

13.1.7.1焊接应按照15.3中所列的通用要求进行。

13.1.7.2ASME BPVCIX章列出的P-No.1碳钢焊件应根据NACE RP0472中所述的一种或多种方法焊接,以防止产生过大的焊接硬度。

13.1.8ASME BPVCIX章中所列的P-No.3,4,5A系列合金钢的焊接要求在特定条件下,某些工业规范(例如ASME B31.3ANSI/NB-23)允许P-No.3P-No.4P-No.5A合金钢焊件无需焊后热处理(PWHT)。也可以使用此类不经焊后热处理(PWHT)的工艺,条件是依照附录C的硬度检查已在取自焊接程序鉴定试验(WPQT)试块的试样上进行以证明此工艺有能力生产具有符合指定硬度极限的焊件。任何一组硬度读数不应超过248 HV10。对于其他合金钢材料,当本国际标准适用时,为确保焊接金属和热影响区的低硬度,应无例外地要接受焊后热处理(PWHT)。当实施焊后热处理(PWHT)时,应依照附录C的硬度检查己在取自焊接程序鉴定试验(WPQT)试块的试样上进行以证明焊后热处理(PWHT)的时间和温度具备生产可接受硬度极限焊件的能力。

......

13.1.9.4当对P-No.1碳钢实施热喷涂,其使用方法使母材金属的任何部位超过了较低的临界温度时(Ac1)(例如在喷雾和熔化涂层情况下),为确保母材金属具有热影响区和母材金属其硬度在可以验收的范围之内,其使用的方法应按照NACE SP0472的要求进行评定。

13.1.9.5当对ASME BPVCIX章中合金钢或对非P-No.1碳钢材料实施热喷涂,其使用方法使母材金属的任何部位超过了较低的临界温度时(Ac1)(例如在喷雾和熔化涂层情况下),应依照经证实可以将母材金属恢复到可以接受的热影响区和母材金属硬度限值的程序进行焊后热处理。硬度测试和验收标准应符合13.1.3313.1.5/13.1.84提供的限制要求,如适用。

13.2铸铁和球墨铸铁

13.2.1灰口铁、奥氏体铸铁、和白口铁不可用作承压件。在征得买方同意的前提下,可以将这些材料用于API和其他相应标准相关的内部部件。

13.2.2APIANSI/或其他工业标准允许时,符合ASTM A395的铁素体球墨铸铁可以用于设备中。

13.2.3不允许对灰铸铁或球墨铸铁件进行焊接。

13.3铁素体不锈钢

13.3.1最大硬度为22HRC的铁素体不锈钢材料是可以接受的,前提是铁素体不锈钢经过退火处理,并且满足第15条的规定。

13.3.2铁素体不锈钢材料的焊接应使用经通过依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的试样所产生的硬度进行研究这样的鉴定证明此工艺有能力生产符合指定硬度(最大248 HV10)的焊件的焊接工艺规程进行。

13.4马氏体不锈钢

13.4.1常规马氏体不锈钢

13.4.1.1最大硬度为22HRC的铸造或锻造马氏体不锈钢(UNS S41000S42000J91150[CA15]J91151[CA15M])是可以接受的,前提是这些钢根据13.4.1.2的规定进行了热处理并且满足第15条的规定。不允许为提高机加工性能,而改变铅、硒、或硫之类合金元素的含量。符合本标准规定的马氏体不锈钢在某些酸性环境现场使用中的表现令人满意。但是,这些材料在NACE TM0177实验室试验中所表现出来的极限应力低于本标准所包括的其他材料的极限应力水平。

13.4.1.2马氏体不锈钢UNS S41000S42000J91150CA15)和J91151CA15M)的热处理工艺规程(三步法)如下:

a)奥体化,然后淬火或空冷。

b)在最低温度6211150)下回火,然后空冷至室温。

c)在最低温度6211150)下回火,但要低于首次回火的温度,然后空冷至室温。

13.4.2低碳马氏体不锈钢

13.4.2.1最大硬度为23HRC低碳马氏体不锈钢12Cr-4Ni-Mo,不论是铸造的UNS J91540CA6NM)还是锻造的UNS S42400均是可以接受的,前提是这些合金根据13.4.2.2节的规定进行了热处理。不允许为提高和加工性能,而改变铅、硒、或硫之类合金元素的含量。

注:ASTM E140ISO 18265中表列的硬度关系不适用于UNS J91540CAS6NM)或UNS S42400

用布氏硬度衡量硬度时的最大允许值应为255HBW,对于这些合金来说,根据经验确定,该硬度值相当于23HRC

13.4.2.2热处理工艺规程UNS J91540CA6NM)或锻造UNS S42400(三步法)如下:

a)在最低温度为10101850)下奥氏体化,然后空冷或油淬至室温。

b)在649~6911200~1275)回火,然后空冷至室温。

c)在593~6211100~1150)回火,然后空冷至室温。

13.4.3马氏体不锈钢的焊接和堆焊

13.4.3.1对于13.4.1节所列的马氏体不锈钢焊接件,应最低在6211150)下进行热处理,焊接工艺规程应经通过依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的样件所产生的硬度进行研究这样的鉴定以证明此工艺有能力生产满足指定硬度(最大248 HV10)的焊件。

13.4.3.2对于13.4.2节定义的低碳马氏体不锈钢焊接件,在首次冷却至室温后,应进行双循环的焊后热处理。双循环焊后热处理(PWHT)应包括在671~6911240~1275)温度区间内加热,冷却室温,然后再在579~6211075~1150)温度区间内加热。焊接工艺规程应经通过依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的样件所产生的硬度进行研究这样的鉴定以证明此工艺有能力生产满足指定硬度(最大275 HV10)的焊件。

13.4.3.3只可以对13.4.2所列之前已完成奥氏体化、淬火和双重回火的母材进行焊接操作。马氏体不锈钢与其他材料(包括碳钢、合金钢和奥氏体不锈钢)间的焊接不在本国际标准范围之内。

13.4.3.4通过焊接、银钎焊、或热喷系统之类热工艺在马氏体不锈钢上形成的堆焊层在酸性环境中的使用很令人满意。这类情况下,如果超过了较低的临界温度,则部件必须根据己证明可使母材恢复到最大可接受硬度水平的工艺规程对其进行热处理或去除热应力。对于13.4.1定义的马氏体不锈钢焊接件,焊接工艺规程应经通过依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的样件所产生的硬度进行研究这样的鉴定以证明此工艺有能力生产符合指定硬度(最大248 HV10)的焊件,而对于13.4.2定义的低碳马氏体不锈钢焊接件,应证明此工艺有能力生产具有可接受硬度(最大275 HV10)的焊件。

13.5奥氏体不锈钢

13.5.1化学成分符合表3的规定,且经固溶退火和淬火处理或经固溶退火和热稳定化处理后,最大硬度为22HRC的奥氏体不锈钢是可以接受的,条件是不含以增强机械性能为目的的冷作处理。添加提高机加工性能的铅或硒元素的奥氏体不锈钢是不允许的。

3奥氏体不锈钢的化学成分要求

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a为了优化铸件的特性,通常奥氏体不锈钢铸件的化学成分与它们的完全奥氏体化的锻件不同。这类合金大多是内部平衡的以容纳某些铁素体,这样会使其局部产生磁性。

13.5.2不在清单之列的元素,例如钼、氮、钛、铌等是允许的,前提是要满足表3所列的化

学成分要求。

13.5.3较高含碳量的UNS S30900UNS S31000(高达其相应规范所设定极限)是允许的。

13.5.4用于奥氏体不锈钢的焊接和堆焊的焊接程序不要求为热影响区(HAZ)硬度验证进行任何的硬度研究或硬度试验。

13.6特定的奥氏体不锈钢牌号

13.6.1经固溶退火、热轧(热/冷作)或冷作,最大硬度为35HRC的奥氏体不锈钢UNS S20910是允许的。

13.6.2用于UNS S20910的焊接和堆焊的焊接程序不要求为热影响区(HAZ)硬度验证进行任何的硬度研究或硬度试验。

13.7高度合金化的奥氏体不锈钢

13.7.1经固溶退火处理或固溶退火和冷作处理、化学成分范围符合规定、最大硬度为35HRC的高度合金化奥氏体不锈钢是允许的。自由切削的高度合金化奥氏体不锈钢是不允许的。

13.7.2高度合金化的奥氏体不锈钢的化学成分要求:

a%Ni +2×%Mo)>30,并且Mo2%,或者

b)蚀点抗力当量数(PREN)>40.0

其中,蚀点抗力当量数(PREN)用公式(1)来确定:

PREN%Cr3.3%Mo0.5×%W)+16×%N1

13.7.3如规程ASTM E29中所定义的,为测定是与本国际标准要求的一致性,所有标准中规定的耐点蚀当量数数均为绝对限值。使用绝对方法时,所有的观测值或计算值均不能圆整,其将直接与规定的限值进行比对。是否符合本规范要求将取决于比对的结果。

13.7.4耐点蚀当量数是基于真实化学成分而不是标定化学成分。标定化学成分仅用于一般的分类用。

注:对于本国际标准来说,PREN系数仅用于从化学成分的角度确定一组合金。用PREN系数预测相关的抗腐蚀性能不在本国际标准范围内。

13.7.5用于高度合金化的奥氏体不锈钢的焊接和堆焊的焊接程序不要求为热影响区(HAZ)可接受硬度验证进行任何的硬度研究或硬度试验。

13.8双相不锈钢

13.8.1双相不锈钢的一般要求

......

13.8.1.4使用ASTM E140ISO 18265的现有表将在双相不锈钢上测得的布氏硬度值不能转换成洛氏硬度C。使用根据试验导出的转换表应由买方批准。

13.8.2双相不锈钢的焊接要求

所有的双相不锈钢铸件和锻件,其制造和焊补均按照通过使用如下从WPQT样棒中取的试样进行测试后的焊接评定工艺进行。

a)硬度测量应按照附录C进行。平均硬度值不超过310HV。单个硬度值不能超过320HV

b)铁素体含量的测定应按照标准ASTM E562进行,堆焊区及热影响区的平均铁素体含量应在范围内35%65%之间。相对精度为10%或更低。

13.9沉淀硬化的不锈钢

13.9.1奥氏体沉淀硬化型不锈钢

化学成分与UNS S66286相符,最大硬度为35HRC的奥氏体沉淀硬化型不锈钢是可以接受的,前提是经固溶退火处理和时效处理或经固溶退火和双时效处理。

13.9.2马氏体沉淀硬化型不锈钢

13.9.2.117Cr-4Ni和的15Cr-5Ni等级的一般要求

最大硬度为33HRC,且处于H1150D状态(根据13.9.2.3)节进行了热处理)或H1150M状态(根据13.9.2.4节进行了热处理)的UNS S17400UNS S15500锻造马氏体沉淀硬化不锈钢是允许的。最大硬度为310HBW(最大30HRC),且处于H1150 DBL状态(根据13.9.2.3进行了热处理)的ASTM A747 CB7Cu-1CB7Cu-2铸件是允许的。符合本标准规定的沉淀硬化马氏体不锈钢在某些酸性环境现场使用中的表现令人满意。但是,这些材料在NACE TM0177实验室试验中所表现出来的极限应力可能低于本标准规定的其他材料的极限应力水平。

13.9.2.2保压螺栓用UNS S17400UNS S15500材料的限制

UNS S17400S15500用于承压栓接时,下列限制对这些材料适用于:

a)经两次H1150处理的UNS S17400UNS S15500不可用于承压栓接用途。

b)经H1150M处理的UNS S17400UNS S15500用于承压栓接时,所适用的硬度应不超过29HRC

13.9.2.3两次H1150H1150DH1150 DBL)热处理工艺

当将UNS 17400UNS 15500材料热处理至H1150状态,应采用如下热处理方法。

a)在1038±14℃1900±25℉)固溶退火,然后空冷或适当的液体淬火至32℃90℉)以下。

b)在621±14℃1150±25℉)硬化至少4小时,然后空冷至32℃90℉)以下。

c)在621±14℃1150±25℉)硬化至少4小时,然后空冷。

d)如果需要获得指定的硬度水平,可以采用在621±14℃1150±25℉)进行另外的热处理循环。

13.9.2.4 H1150M的热处理工艺

当将UNS17400UNS15500材料热处理至H1150状态,应采用如下热处理方法。

a)在1038±14℃1900±25℉)固溶退火,然后空冷或适当的液体淬火至32℃90℉)以下。

b)在760±14℃1400±25℉)硬化至少2小时,在进行第二次沉淀硬化之前,空冷至32℃90℉)以下。

c)在621±14℃1150±25℉)沉淀硬化至少4小时,然后空冷。

d)如果需要获得指定的硬度水平,可以采用在621±14℃1150±25℉)进行另外的热处理循环。

13.9.2.5 UNS S45000

最大硬度31HRC的锻造UNS S45000马氏体沉淀硬化不锈钢是可以接受的,前提是经过如下两步的热处理。

a)固溶退火。

b)在621℃1150℉)沉淀硬化至少4小时。

13.9.3沉淀硬化不锈钢的焊接要求

对于沉淀硬化不锈钢焊接件,焊接工艺规程应经通过依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的样件的硬度进行研究这样的鉴定以证明此工艺有能力生产符合表4的指定硬度的焊件。对于UNS S17400S15500栓接材料不应实施焊接。

4 沉淀硬化不锈钢焊接件的最大硬度要求

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14.有色金属材料

14.1镍合金

14.1.1固溶镍合金

14.1.1.1化学成分应符合14.1.1.2规定、经固溶退火或退火处理的锻造或铸造固溶体镍铬钼合金。

14.1.1.2固溶体镍铬钼合金的化学成分要求:

a)铬的最低含量19.0%,镍+钴的最低含量29.5%和钼的最低含量2.5%,或者

b)铬的最低含量14.5%,镍+钴的最低含量52%和钼的最低含量12%

14.1.1.3应不超过35HRC的锻造UNS N06600

14.1.1.4应不超过35HRC的锻造UNS N08800

14.1.1.5只有表5中所列出的固溶处理镍--钼合金才能用于冷作状态,表5中所列出的其它要求也应满足。

5 冷作的镍铬钼合金及最大硬度要求

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14.1.1.6应不超过35HRC的锻造UNS N04400N04405,以及铸造ASTM A494牌号M35-1M35-2M30C

14.1.1.7用于固溶体镍合金的焊接和堆焊的焊接程序不要求为热影响区(HAZ)硬度验证进行任何的硬度研究或硬度试验。

14.1.2可沉淀硬化的镍合金

14.1.2.1只有表6中列出的沉淀硬化型镍合金是允许的。热处理状态和表6中所列出的最大硬度值要求应得到满足。

14.1.2.2对于沉淀硬化镍合金焊接件,焊接工艺规程应经通过依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的样件的硬度进行研究这样的鉴定以证明此工艺有能力生产符合表6的具有满足指定硬度的焊件。

14.2钴镍铬钼合金

14.2.1除非另有规定,最大硬度为35HRC的合金UNS R30003UNS R30004UNS R30035BS 2HR 3是可以接受的。

14.2.2合金UNSR30003UNSR30004UNSR30035BS2HR3的焊接要求不是本国际标准范畴。焊接要求应依照终端用户(或终端用户代理商)和制造商之间达成的协议。

14.2.3经冷轧和高温时效处理(根据表7提供的时效处理工艺之一)、最大硬度为51HRCUNS R30035是可以接受的。

6 沉淀硬化镍合金、其状态及最大硬度要求

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7 UNSR30035热处理

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14.2.4经固溶退火,最大硬度为33HRC的锻造UNSR31233是可以接受的。

14.2.5用于UNS R31233焊接的焊接规程不要求任何的硬度研究或硬度试验来验证在热影响区的硬度。

14.3钴镍铬钨合金

应不超过35HRCUNSR30605

14.4钛合金

14.4.1要想成功地应用本国际标准规定的各种钛合金,必须遵循特定的指南。例如,在80176℉)以上温度,如果在含有H2S液态介质中,这些钛合金与某些活性金属(例如碳钢)发生电化学耦接,则可能会出现氢脆现象。虽然没有证明硬度与硫化应力开裂敏感性有关,但在用于表示合金不出现失效的最大试验水平时,除了合金的高强度外,还包括了硬度。

14.4.2只有表8中所列的钛合金才允许。热处理状态和表8中所列的对应的最大硬度值要求应满足。

8 钛合金、条件及相应的最大硬度要求

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14.4.3钛合金的焊接要求不是本国际标准范畴。焊接要求应依照终端用户(或终端用户代理商)和制造商之间达成的协议。

14.5铝合金

14.5.1铝合金是可以接受的因为铝合金对硫化应力开裂不敏感。但是,当铝合金暴露在4.0~8.5pH值范围之外时会受到腐蚀,而且出现氯离子时也会有点蚀。

14.5.2用于铝合金焊接的焊接规程不要求任何的硬度研究或硬度试验来验证在热影响区的硬度。

14.6铜合金

14.6.1铜合金是允许的因为铝合金对硫化应力开裂不敏感。但是,由于硫化物铜合金会受到腐蚀,而且如果存在NH3也会出现应力腐蚀开裂,就如在酸性精炼环境中经常提到的那样。

14.6.2用于铜合金焊接的焊接规程不要求任何的硬度研究或硬度试验来验证在热影响区的硬度。

 

15.装配要求

15.1一般装配要求

材料和装配工艺应满足第15条的要求。

15.2耐腐蚀堆焊层,硬质堆焊层以及覆盖层

15.2.1碳化钨硬质合金和陶瓷作为堆焊层是可以接受的。应用堆焊层之后,母材应满足第1314条有关分章节对母材的硬度要求。

15.2.2不同材料间的连接,例如通过银钎焊焊接到合金钢上的超硬质合金,是可以接受的。钎焊之后,母材应满足第1314条有关章节对母材的硬度要求。

15.2.31314条列出母材作为堆焊层材料也是可以接受的,条件是这些材料形成堆焊层时,堆焊层能够满足相应条款的规定。应用堆焊层之后,母材应满足第1314条有关分条款对母材的硬度要求。

15.2.4钴铬钨合金、镍铬硼和镍硼(见SAE AMS4779中的规定)硬质合金堆焊层是可以接受的。应用堆焊层之后,母材应满足第13条和第14条有关分条款对母材的硬度要求。

15.3焊接

15.3.1所有的焊接件都应满足15.3列出的一般要求。第13条或第14条的相关材料条款或子条款为某些材料规定了特殊焊接要求,这时这些要求也是要满足的。如果这些特殊焊接要求与本条款的要求相矛盾,则特殊材料的焊接要求应优先于这些一般要求。

15.3.2焊工和焊接程序应是根据AWSAPIASME或其他适当的工业规范鉴定合格的。

15.3.3不同金属间的焊缝(例如,用惰性高于母材的填充金属焊接形成的焊缝和/或两种不同的基本金属焊接的焊缝)应满足下列要求。

根据本国际标准,焊缝金属在化学成分和机械性能方面必须非常接近于母材金属,才是允许的。

15.3.4如果在焊接规程鉴定时对母材金属或等同于堆焊金属的母材金属要求实施韦氏硬度研究时,应依照附录C对取自焊接工艺评定试验(WPQT)试块的样件的硬度进行研究并证明此工艺有能力生产符合指定硬度的焊件。焊件每个部分的硬度标准应符合第13条或第14条中相关材料条款或子条款对母材,或,对堆焊金属,对等同于堆焊金属的母材金属的规定。

15.4碳钢、合金钢和马氏体不锈钢镀层

15.4.1可接受的镀层制造方法包括热碾、爆炸粘接、堆焊和混合挤压。

15.4.2镀层材料应选自本国际标准第13条或第14条,并且应满足相关条款或子条款对该合金规定的所有要求。

15.4.3有一系列影响镀层部件硫化应力开裂抗力的因素,包括但不仅限于以下内容:

......

15.4.4对于这些因素或其他因素的评估不在本国际标准规定范围之内。因此,终端用户应规定底层材料是否必须满足本国际标准的要求。

15.5标识的打印

15.5.1用低应力打印的标识(点、振动的和圆底V形)是允许的。

15.5.2在低应力区(例如,法兰的外径上)打印传统的尖底V形钢印是允许的。在高应力区打印尖底V形钢印是不允许的,除非该件后续会接受热处理以使硬度降至本国际标准相应条款规定的母材最大允许硬度要求。

15.6螺纹的加工

15.6.1机械切削螺纹

机械切削的螺纹工艺是允许的。

15.6.2冷作成形(套扣)螺纹

螺纹冷作成形后,螺纹部件应满足第13条或第14条对制作螺纹的母材所规定的热处理条件和硬度要求。

15.7冷作成形工艺

15.7.1所产生的冷作变形不会超过常规的机加操作(例如车削、镗孔、轧制、螺纹加工或钻孔)的冷作成形工艺(例如,抛光)是允许的。

15.7.2对满足本国际标准要求的母材采用受控喷丸方式的冷作成形工艺是允许的,限制使用的弹丸尺寸为2.0 mm0.080 in.),并且最大Almen强度应为10C。此工艺应根据SAE AMS2430进行控制。

 

16.栓接

16.1一般栓接要求

裸露于酸性环境(见第6条)的栓接和紧固件所用材料应满足第16条的要求。最终用户(最终用户代理人)应负责根据16.216.3定义确定栓接是裸露的还是非裸露的。

16.2裸露的栓接

16.2.1直接裸露于酸性环境中的栓接应满足第13条或第14条的要求。

16.2.2地下用、包有绝缘材料、配有法兰保护装置或在其他方面并不是直接裸露于大气中的外部栓接和紧固件,并用于含有酸性环境的管道或设备上,则这些外部栓接和紧固件应被视为裸露于酸性环境中,因此应满足第13条或第14条的要求。

16.2.3用户和设计者应认识到某些情况下使用满足这些要求的栓接时有必要降低连接件的强度和设备的压力额定值。

16.2.4当合金UNS S17400UNS S15500用于承压栓接时,特殊的限制条件适用于这些合金。(见13.9.2.2)。

16.2.59专门制定了满足第13条或第14条要求的栓接和螺母材料。满足第13条或第14条要求的其他材料也是允许的。

16.2.6锌或镉涂层不应用于酸性环境中的螺栓、螺母、螺钉或其他紧固件。这些涂层会增强氢气在表面的生成,能促使氢裂。

9 满足第13条和第14条要求的普通栓接材料

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16.3非裸露的栓接

非裸露的栓接和紧固件可按相应的标准(例如,ASTM A193ASTM A194ASTM A320)提供。要视为非裸露,栓接必须被用于不直接裸露于酸性环境,并且任何时间都必须直接裸露于大气中的法兰或其他零件的外部(见16.2)。

 

17.镀层、喷涂和扩散工艺

17.1金属涂层(电镀或化学镀层)、转换涂层和塑料涂层或衬里在防止母材硫化应力开裂方面是不允许的。此类涂层的任何其他用途(例如,耐磨或耐腐蚀)的使用不在本国际标准规定范围之内。

17.2如果柱低于待处理材料的下临界温度进行扩散处理,氮化是可接受的表面扩散处理工艺。但表面扩散处理工艺作为防止硫化应力开裂的一种方法,则是不允许的。

注:不能期望氮化处理可以降低SSC抗力,然而已有情况表明氮化处理通过将溶液中的镍去除而可以降低不锈钢的耐腐蚀性。设计者考虑氮化处理时要注意该事项。

 

18.特殊部件

18.1特殊部件的一般要求

包括仪器、控制装置、密封件、轴承和弹簧在内的这些特殊部件,如果在装置正常运转过程中,是直接裸露于酸性环境的,则其金属材料应满足第18条的要求。第1条提供了确定本标准对特殊用途适用性的原则。

18.2轴承

18.2.1直接裸露于酸性环境中的轴承应用第13条或第14条的材料制造,18.2.2规定的除外。为了确保设备功能的正常运转,由其他材料制造的轴承应该与酸性环境相隔离。

18.2.2经冷作,镍铬钼钨合金UNS N10276作为轴承销(例如芯销)是允许的。硬度不应超过45HRC

18.3弹簧

18.3.1直接裸露于酸性环境中的弹簧应用第13条或第14条的材料制造,18.3.218.3.4规定的除外。

18.3.2经冷作和时效硬化,钴镍铬钼合金UNS R30003用作弹簧是允许的。硬度应不超过60HRC。经冷作和时效硬化(在不低于6491200℉)温度下时效至少4小时),合金UNS R30035用作弹簧是允许的。硬度应不超过55HRC

18.3.3经冷作和时效硬化,镍铬合金UNS N07750用作弹簧是允许的。硬度应不超过50HRC

18.3.4经冷作和时效硬化,UNS N07090用作压缩器阀门的弹簧是允许的。硬度应不超过50HRC

18.4仪器和控制装置

18.4.1仪器和控制装置的一般要求

18.4.1.1直接裸露于酸性环境的仪器和控制装置部件应由第13条或第14条的材料制造。

18.4.1.2 UNS S31600奥氏体不锈钢,高度合金化的奥氏体不锈钢(见13.7),或镍合金(见14.1)压缩管件、屏蔽装置、仪表或控制管节是可以接受的,即使这些部件可能会不满足第13条或第14条的材料要求。

......

18.5密封环和垫片

18.5.1直接裸露于酸性环境中的密封环应由满足第13条或第14条要求的材料制造。

18.5.2锻造或离心铸造ASTM A351牌号CF8CF8M材料制造的、在铸态或固溶退火条件下的奥氏体不锈钢API压缩密封环和垫片是允许的。硬度不应超过160 HBW83 HRBS)。

18.6止动环

18.6.1直接裸露于酸性环境中的止动环应由第13条或第14条相应的材料制造,18.6.2规定的除外。

18.6.2最初处于RH950固溶退火和时效状态的沉淀硬化不锈钢合金UNS S15700止动环,如果进一步进行如下三步热处理,使其硬度达到30~32HRC,则是允许的。

a)在6211150)回火4h 15min,然后在静态空气中冷却至室温。

b)在6211150)回火4h 15min,然后在静态空气中冷却至室温。

c)在5661050)回火4h 15min,然后在静态空气中冷却至室温。

18.7特殊工艺部件

18.7.1无论是铸造、粉末冶金工艺、还是热力学工艺的钴铬钨和镍铬硼合金均是允许的。

18.7.2无论是铸造的还是陶瓷化的碳化钨合金均是允许的。

 

19.阀门

19.1对于裸露于酸性环境的阀门(见第6条),阀门应满足第19条的要求。裸露于酸性环境中以及装配件为非硬度受控件的闸门的失效模式是闸板下落,会造成阀门不可操作。

19.2新阀门或经重新处理的阀门(包括内部部件)应由第13条或第14条中的材料制造或重新制造。

 

20.压缩机和泵

20.1裸露于酸性环境(见第6条)中的压缩器和泵的部件应由第13条或第14条中的材料制造,20.220.3规定的除外。

20.2灰铸铁ASTM A2783540级灰铸铁和球墨铸铁ASTM A395用作压缩机气缸、衬里、活塞和阀门是允许的。铝合金ASTM B26 A03550-T7用作活塞是允许的。铝、软碳钢和低碳软铁用作处理酸性气体的压缩机垫片是允许的。

20.3含碳量为0.28~0.33%,最大屈服强度为620MPa90ksi)的UNS G43200UNS G43200的改良合金用作压缩机叶轮是允许的,条件是这些合金应按照如下的三步热处理工艺进行热处理。

a)奥氏体化然后淬火。

b)至少在6211150),但要低于下临界温度回火,然后在第二次回火前冷却至室温。

c)至少在6211150),但低于首次回火温度回火,然后冷却至室温。


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