附录A
(规范性附录)
抗SSC 碳钢和低合金钢(及铸铁的使用要求和建议)
A.1 总则
本附录叙述并列出了抗SSC 的碳钢和低合金钢。 A.2.4 给出了铸铁的使用要求。
符合本附录的钢材在没有附加要求的情况下(见7.2.2和/或第8条)可能不抗 SOHIC、 SZC 、HIC 或 SWC。
注：A.2和以前NACE MR0175所制定的要求是一致的。
ISO 15156 本部分出版时，没有列出被SSC 2区 (A.3) 或 SSC 1区(A.4) 认可的钢材。
因 此A.3 和 A.4 只简述了预期用于所规定环境的常用钢材的特性。
A.2 抗 SSC 碳钢和低合金钢及铸铁的使用 A.2.1 抗 SSC 碳钢和低合金钢的一般要求 A.2.1.1 总则
碳钢和低合金钢应符合A.2.1.2 到 A.2.1.9 的要求。
符合A.2 条的碳钢和低合金钢产品和部件，如果不再进行SSC 试验就按照ISO 15156-2 进行评定，有规定的例外。但是，成为材料制造规范一部分的任一SSC 试验应成功地进行， 并且报告结果。
符合A.2 条一般要求的大部分钢材没有单独列出；然而为了方便， 一些钢材的例子列于 表 A.2 、A3 和 A.4。
注1:在先前NACE MR0175(所有版本)中叙述/列出的碳钢和低合金钢是通过分析广泛的现场成功/ 失败和实验室数据间的相关性而被确认。硬度HRC22的限制适用于大多数碳钢和低合金钢，这是基于热处 理，化学成分，硬度和失败经历之间的相关性。对铬钼合金钢较高的硬度限制，也是基于类似考虑。
注2:当应用于按照选项2(7.2)评定的特定酸性酸性环境或各量级酸性环境，可以破电脑刚未在正文 或附录A.2 的表格中描述或所列的碳钢和低合金钢。
A.2.1.2 母材金属的成分，热处理和硬度
碳钢和低合金钢可接受的最大硬度为22HRC, 其镍含量少于1%质量分数，不是易切
削钢，并且属于下列的热处理状态之一：
a) 热轧(只有碳钢);
b) 退火；
c) 正火；
d) 正火+回火；
e) 正火，奥氏体化，淬火，和回火；
f) 奥氏体化，淬火和回火。
A.2.1.3 变更或附加限制的可接受的碳钢
除 A.2.1.2 限制外，对一些经以下变更或附加限制的碳钢是可以接受的。
a) 按 照ASTMA105 生产的锻件如果硬度不超过187HBW 是可接受的。
b) 对 于ASTM A234 WPB 级别和WPC 级别硬度不超过197HBW 的锻压管件是可接受 的 。
A.2.1.4 焊接
焊接和焊缝硬度测定应按照7.3.3进行。
表A.1 给出了碳钢，碳锰钢和低合金钢焊接接头的可接受最大硬度值。
符合表A.1 硬度要求的碳钢，碳锰钢和低合金钢焊件不需焊后热处理。
SMYS 不超过360MPa(52ksi), 按 表A.2 所列的管状产品在焊态下是可接受的。对于 这些产品，如果设备用户同意，可以免除焊接工艺的硬度试验。
某些SMYS 超过360MPa(52ksi) 的管状产品(见A.2.2.2), 如果使用适当的评定合格 的焊接工艺，在焊态下是可接受的。但应满足表A1 的条件。
不遵守本细款的其他段落的碳钢和低合金钢焊件应在焊接之后进行焊后热处理。选择的 热处理温度和其时间周期应使得确保按7.3 测定的焊缝区最大硬度应为250HV 或服从7.3.3 所述的22HRC限制。
低合金钢应采用不低于620℃(1150F) 的焊后热处理温度。
所选热处理和其时间周期对机械性能(除了硬度外)产生的任何影响的可接受性，应提 交获得设备用户的批准。
对焊成的熔敷金属镍含量超过1%(质量分数)的焊缝，只要随后按照附录B进行的SSC 评定试验是成功的，那么所用的焊材和工艺是可接受的。
A.2.1.5 表面处理，覆盖层，镀层，涂层，衬里等等 注：在ISO 15156-3中论述了覆盖层的成分和抗开裂性能。
金属涂层(电镀和非电镀),转化型涂层，塑料覆盖层和衬里不允许用来防止SSC。
如果覆盖层遵守下列任一要求，则采用如焊接，银钎或喷涂金属方法热加工完成的覆盖 层是可接受的。
a) 基体的热处理状态不改变，例如，在覆盖层操作过程中不超过下临界温度。
b) 基体金属的最大硬度和最终热处理状态要符合A.2.1.2 规定，对于堆焊覆盖层要符合 A.2.1.4 规定。根据ISO 15156-3:2009的 A.13.1 可以免除这一要求。堆焊层的最大硬度和(或) 其他特性应满足ISO 15156-3或 ISO 15156本部分的适当要求。
不同材料，如钢与硬质合金用银钎焊焊接是允许的。焊后的母材应符合A.2.1.2 规定。
只要在低于被处理合金的下临界温度的温度下进行表面深度最大为0.15mm(0.006 英 寸)的渗氮表面处理是允许的。
表A.1 碳钢，碳锰铜和低合金钢焊缝的最大允许硬度值
| 硬度试验方法 | 焊接工艺评定的硬度试验位置 | 最大允许硬度 |
| 维氏硬度HV 10或HV 5 或洛氏硬度HR 15N | 焊缝根部： | 250 HV |
| 母材，HAZ和焊根金属，如图2,图3或图4所示 | 70.6HR 15N | |
| 堆焊的母材和HAZ,如图6,也可见(A.2.1.5b) | 250 HV70.6 HR 15N | |
| 焊缝盖面层母材，HAZ和未暴露的盖面焊的熔敷金属，如图2或 图4所示 | 275 HVa73.0 HR 15N | |
| 洛氏硬度HRC(见7.3.3.2) | 如图5所示 | 22HRC |
| 堆焊的母材和HAZ,如图6,也可见(A.2.1.5b) | 22HRC | |
| a最大值应为250HV或70.6HR 15N,除非满足下列三个条件： 一设备用户同意可替代焊缝盖面层的硬度限制；并且 一母材厚度超过9mm;并且 一焊缝盖面层不直接暴露于酸性环境下。 | ||
A.2.1.6 冷变形和热处理应力消除
碳钢和低合金钢在经过轧制、冷锻或其他会导致永 久性外层纤维变形量超过5%的制造 加工后，应进行热处理应力消除。热处理应力消除应按照适当的规范和标准。热处理应力消 除温度应不低于595℃(1100°F) 。 最终的最大硬度应为22HRC, 但 由ASTM A234 WPB或 WPC 级制造的管件例外，其最终硬度应不超过197HBW。
以上的要求不适用于按照经设备用户同意的适当的规范或标准进行压力试验所造成的 冷加工。
只有在ISO 或 API 适当的制造标准中许可的冷旋转矫直钢管才是可接受的，此外还见A.2.2.3.4。
ASTM 53B级 ，ASTM 106B级 ，API 5LX-42级 ，ISO 3183 L290或具有相同化学成分 的较低屈服强度等级的冷加工管线用管件，当其冷变形不超过15%时，如果形变区的硬度 不超过190HBW, 是可接受的。
按照附录B 进行的SSC 试验和评定可以用来作为对其他冷变形限制的依据。 A.2.1.7 螺纹加工
使用机械切削工艺的螺纹是可接受的。
用冷成形(滚压)生产的螺纹是可接受的，所用的钢材还要遵守A.2.1.2 的热处理和硬 度要求。
A.2.1.8 表面冷变形
如果由诸如抛光等工艺造成的表面冷变形小于普通机械加工(如车削，镗孔，轧制，螺 纹加工，钻孔等)所引起的冷变形是可接受的。
如果采用的母材符合ISO 15156-2的要求，且限制喷丸尺寸最大为2.0mm(0.080 in.) Almen强度最大不超过10C, 由受控的喷丸硬化产生的冷变形是可接受的。此工艺应按SAE AMS-2430P标准进行控制。
A.2.1.9 识别打印
允许使用低应力印记(打点，蚀刻和V 环)的识别打印。
允许在低应力区采用常用的尖锐V 形印记，如法兰的外圆柱面。
不应在高应力区采用常用的尖锐V 形印记，除非随后在不低于595℃(1100F) 温度下 进行应力消除。
A.2.2 应用的产品类型
A.2.2.1 总则
除了下列改进的，A.2.1 的一般要求应适用于所有类型的产品。
A.2.2.2 管子，板材和管件
能符合A.2.1 要求的管状产品的示例列在表A.2 中 。
按 ASME 锅炉和压力容器规范第9章中的P-No 1,1组或2组的压力容器用钢是可接 受的。
由压延钢板制成的产品在微量H₂S[如即使是在PHzs低于0.3kPa(0.05psi)] 环境中可能 对 HIC/SWC 破坏敏感。
管子的接口焊缝应符合A.2.1。
A.2.2.3 井下套管，油管和管件
| ISO规范和等级 | 其他设计规范 |
ISO 3183.3级： L245到L450 | API规范5L级： |
| A和B及X-42和X-65 | |
| ASTM A53 | |
ASTM A106A,B和C级 ASTM A3331和6级 | |
| ASTM A5241和2级 | |
ASTM A3811级， Y35到Y65 |
A.2.2.3.1 ISO 和 API 等级的套管和油管用于表A.3 所给出的温度范围是可接受的。
A.2.2.3.2 由 Cr-Mo 低合金钢 (UNS G41XX0,以前的AISI 41 XX,及其改进型)制成的管 管件，只要它们成形时经淬火加回火，其硬度不超过30HRC,SMYS 为690MPa(100ksi),720MPa(105ksi) 和760MPa(110ksi) 是可接受的。每个等级的最大屈服强度应比SMYS 高，但超过SMYS 的量应不大于103MPa(15ksi) 。 每个试验批都应用试验来确定其抗SSC 性能，并应符合B.1 要求使用UT 试验。
A.2.2.3.3 由 Cr-Mo 低合金钢 (UNS G41XX0,以 前 的AISI41XX, 及其改进型)制成管子和 管件，只要成形时经淬火加回火，其硬度不超过26HRC, 则是可接受的。这些产品宜按照 B.1 要求使用UT 试验方法进行SSC 试验评定。
表A.3 各级套管和油管可接受的环境条件
| 在所有湿度下 | ≥65℃(150F) | ≥80℃(175F) | ≥107℃(225T) |
| ISO 11960#等级： H40 J55 K55 M65 L801型 C901型 T951型 | ISO 11960#等级： N 8 0 Q 型C95 | ISO 11960²等级： N80 P110 | ISO 11960² 等级 Q1255 |
| A.2.2.3.3 所述的专用级 | 最大屈服强度小于 或等于760MPa (110ksi)专用Q和T级 A.2.2.3.2所述的 用Cr-Mo低合金钢 制成的套管和油管 | 最大屈服强度 小于等于965MPa(140ksi) 专 用 Q 和 T 级 | |
| 给出的温度是对SSC而言的最 低允许使用温度。 | |||
| 末考虑低温韧性(抗冲击),设备用户应分别规定要求。 | |||
| a本条款API 5CT等同于ISO 11960:2001。 | |||
| b1型和2型是基于最大屈服强度为1036MPa(150ksi), 化学组分为Cr-Mo的Q和T。碳锰钢不是可接受的。 | |||
A.2.2.3.4 如果管子和管件在等于或低于510℃(950F) 温度下被冷矫直，就应在不低于480℃ (900°F) 的温度下对它们进行应力消除。如果管子和管件经冷成形(管端的公螺纹和/或扩
口端的母螺纹)并且导致永 久性外层纤维变形大于5%时，冷成形区应在不低于595℃ (1100°F) 的温度下进行热处理应力消除。
如果硬度超过22HRC 的高强度管子连接件是冷成形的，连接件应在不低于595℃ (1100°F) 的温度下进行热处理应力消除。
A.2.2.4 螺栓和紧固件
可能直接暴露于酸性环境的螺栓，或将被掩埋、隔绝、安装有法兰保护装置，或用其他 的方法不被直接暴露于大气环境中的螺栓，都应符合A.2.1 的一般要求。
设计者和使用者应意识到，使用抗SSC 的螺栓和紧固件可能有必要降低设备额定压力。 对于API 法兰所用的抗SSC 螺栓和紧固件应符合ISO 10423标准。
表A.4 可接受的螺栓材料
| 螺栓 | 螺帽 |
ASTM A193 B7M级 ASTM A320 L7M级 | ASTM A1942HM、7M级 |
A.2.3 应用的设备
A.2.3.1 总则
应用A.2.1 的一般要求，并有下列改进。
A.2.3.2 钻井防喷器 (BOPs)
A.2.3.2.1 剪切刀片
用于防喷器剪切刀片的高强度钢可能对SSC 敏感。不符合本附录的剪切刀片的适用性 由设备用户负责。
A.2.3.2.2 剪切闸板
经淬火+回火制造的Cr-Mo 低合金钢(UNS G41XX0,以前的AISI 41XX,及其改进型) 剪切闸板，只要最大硬度不超过26HRC 是可接受的。如果这些合金的硬度超过22HRC, 为 确保它们的抗 SSC 性能，应对其化学成分和热处理给予特别的关注。应采用设备使用者同 意的SSC 试验来论证该合金的性能是否达到或超过经现场验证过的材料。
A.2.3.2.3 只暴露于成分受控的钻井液的钻井、建井和修井设备
通常需要的高强度钻井设备可能不符合ISO 15156(所有部分)的要求。在这种情况下， 避免SSC 的主要方法是控制钻井或修井的环境。当工作应力和材料硬度增加时，控制钻井 液变得非常重要。应小心通过保持钻井液的静水压和比重以尽量减少地层流体的流入，并使 用下列一项或多项措施来控制钻井环境。
a) 保 持pH 值在10或更高，以便中和钻进地层中的H₂S;
b) 硫化物化学清除剂；
c) 使用油基钻井液。
A.2.3.3 压缩机和泵
A.2.3.3.1 压缩机叶轮
UNS G43200 (以前的AISI 4320) 和含碳量在0.28%质量分数到0.33%质量分数的改进 型 UNS G43200,只要它们按下列三个步骤进行了热处理，最大屈服强度为620MPa(90ksi)
时，用作压缩机叶轮是可接受的。
a) 奥氏体化+淬火。
b) 在不低于620℃(1150°F), 但低于下临界温度的温度下回火。在第二次回火之前冷却 至环境温度。
c) 在不低于620℃(1150°F), 但低于第 一次回火温度的温度下回火。冷却至环境温度。 A.2.3.3.2 对压缩机和泵的专门规定
软碳钢和软低碳铁用作垫圈是可接受的。
按 A.2.4 规定的铸铁是可接受的。
A.2.4 铸铁的使用要求
A.2.4.1 总则
灰口、奥氏体和白口铸铁不应用作承压构件。只要设备标准允许并且设备使用者同意， 这些材料可用于内部元件。
按 照ASTM A395规定，铁素体球墨铸铁允许用于设备，除非设备标准另有规定。 A.2.4.2 封隔器和井下设备
所列铸铁允许用于下表所列的应用：
表 A.5 允许用于封隔器和其他井下设备的铸铁
| 元件 | 铸铁 |
| 可钻式封隔器元件 | 球墨铸铁 (ASTM A536,ASTMA571/A571M) 可锻铸铁 (ASTM A220,ASTM A602) |
| 承压构件： | 灰口铸 铁(ASTM A48,ASTM A278) |
A.2.4.3 压缩机和泵
灰口铸铁 (ASTM A278,35或 4 4 级 ) 和 球 墨 ( 球 状 ) 铸 铁 (ASTM A395) 允许用于 压缩机汽缸、衬套、活塞、和阀件。
A.3 用 于SSC 2区的抗SSC 钢
A3.1 总则
A.2 条中所列的钢是可接受的。
满足整个SSC 2区酸性环境要求的典型钢的性能叙述如下。不符合A.2 条的钢应根据附 录 B 进行评定。
A3.2 井下套管，油管和管件由 Cr-Mo 低合金钢(UNS G41XX0,以前的AISI 41XX,及改进型)制成的套管，油管 和管件已被证实在淬火加回火状态下是可接受的。通常，这些钢允许的实际屈服强度不超过 760MPa(110ksi)[SMYS 大约是550MPa(80 ksi)] 并且硬度不超过27HRC。其他的要求 应符合适当的制造工艺规范。
A.3.3 管线钢
管线钢要求适当限制化学成分以保证良好的可焊性。一般而言，SMYS 低于450MPa(65 ksi) 已被证实是可接受的。产品和现场施焊的焊缝的硬度一般不宜超过280 HV。其他的姿 求应符合适当的制造规范。
A.4 用于SSC1 区的抗SSC 钢
A.4.1 总则
A.2 和 A.3 条中所列的钢材是可接受的。
满足整个 SSC 1区酸性环境要求的典型钢材的性能叙述如下。不符合A.2 或 A.3 条的钢 材应根据附录B 进行评定。
A.4.2 井下套管，油管和管件
由 Cr-Mo 低合金钢 (UNS G41XX0,以前的AISI 41XX,及改进型)制成的套管、油管 和管件已被证实在淬火加回火状态下是可接受的。通常，这些钢允许的实际屈服强度不超过 896MPa(130ksi)[SMYS 大约是760MPa(10ksi)], 并且硬度不超过30HRC。其他的要求 应符合适当的制造规范。
A.4.3 管线钢
管线钢要求适当限制化学成分以保证良好的可焊性。 一般而言，SMYS 低于550MPa (80ksi) 已被证实是可接受的。产品和现场施焊的焊缝的硬度一般不宜超过300 HV。其他 的要求应符合适当的制造规范。