附录B

(规范性附录)

用于H₂S 环境的碳钢和低合金钢的实验室试验评定

B.1 要求

本附录规定了用于H₂S 环境的碳钢和低合金钢的实验室试验评定要求。给出的要求用 于评定抗下列开裂机理。

a) 用实验室试验评定SSC 应有以下一项或多项要求：

—SSC 试验要按照材料制造规范(见A.2.1.1);

一对特定酸性环境应用的试验要按照B.3;

一 对 图 1 的SSC1 区或2区的试验要按照B.3 和表B.1 的 注g;

一 对图1所有SSC 区域酸性环境的试验要按照B.3。

评定试验总结并表明了在酸性环境下抗SSC 的水平各不相同。在A.2 条中陈述或列出 的有些碳钢和低合金钢可能达不到以上所列的某些实验室试验要求，见A.2.1。

b)SZC 和 SOHIC 评定应按照B.4 条的要求进行试验，采用规定用于评定SSC 的适当环 境条件。

c)HIC 和 SWC 应按下列评定：

一在任何使用环境中(见B.5条和表B.3);

一在特定的酸性环境应用中(见B.5 条和表B.3)。

在所有情况下，设备使用者应保证所选的试验要与预期的使用环境相适应。允许选用的 试验应备有资料。

B.2 实验室评定的应用

B.2.1 总则

图 B.1 给出了选择使用实验室评定的综述

a ISO 15156-2论述了碳钢和低合金钢的SSC,HIC,SOHIC  和SZC 。ISO 15156-3论述了耐蚀合金(CRAs) 和其他合金的SSC,SCC  和电偶诱导氢应力开裂 (GHSC)。

b 附录A 论述的是碳钢和低合金钢的SSC 。ISO  15156-3:2015,附 录A 论述的是耐蚀合金和其他合金的 SSC,SCC 和GHSC。

c 关于文件保存的详细信息见“引言”的最 后一段。

注：程序框图省略了ISO  15156-1中叙述的采用现场经验的评定。

图 B.1   选用合金和实验室评定方案的选择

B.2.2 制成品的评定

ISO  15156-2的使用者应根据ISO  15156-1和本附录确定材料的评定要求。

应包括以下内容：

a) 一般要求(见ISO  15156-1:2015,第5条);

b) 使用环境的评定和规定(见ISO     15156-1:2015,第 6 条 ) ;

c) 材料的使用说明和提供的资料(见ISO     15156-1:2015,8.1);

d) 以实验室试验为根据的评定要求(见ISO     15156-:2015,8.3);

e) 评定方法的报估(见ISO    15156-1:2015,第9条)。

在确定适当的试验批和取样要求时，应考虑产品特性，制造方法，制造规范要求的试验 和要求的评定项目(SSC 、SOHIC 、SZC 、HIC/SWC)。

用于评定各种开裂机理试验的试样应按照附录B 的规定进行试验。每试验批应至少取 三试样。如果所有样品都满足试验的验收准则，那么试验批应被认为合格。

下列情况的重复试验是允许的：如果某个样品不满足验收准则，应查明原因。如果原材 料符合制造规范，可另取两个以上的样品再试验。这些样品应从与失败样品相同的原材料中 取得。如果两者都满足验收准则，该试验批应被认为是合格的。更多的重复试验应经过购买 方的同意。

制成品的试验可以在制成之后和暴露H₂S 使用环境之前的任何时间进行。

在产品安置于H₂S 环境之前，设备使用者应检查合格证书和核实该合格证书是满足规 定的评定要求。经过设备使用者核实过的合格产品才可安置于H₂S 环境。

B.2.3 制造的原始资料和流程的评定

规定的生产流程可以通过合格材料的生产来评定。

采用合格的生产流程，可以避免不进行抗H₂S 开裂试验。

材料供方可向材料购方推荐用于生产合格材料的合格生产流程。如果材料供应方和购买 方同意，可以应用评定合枯的生产流程。

评定合格的生产流程可为更多的材料使用者生产合格的材料。

为了评定生产流程，材料供应商应说明规定的生产流程能够始终如一地生产满足附录B 适当的评定试验要求的材料。

生产流程的评定全部要求如下。

a) 在书面质量计划中规定的生产流程要标出制造的设置，所有的制造工序和保持合格 性要求的制造控制。

b) 按规定生产流程生产的产品的首 次试验要按照B.2.2 规定进行，核对它们达到的验收 准则。

c) 定期试验是为了证实产品在H₂S 环境下仍然具有抗开裂的性能。“定期性”试验的频 率应在质量计划中规定，并且应经过购买方的认可。购买方应可得到这些试验的记录。

d) 保留和整理这些试验报告并提供给材料购买方和/或设备用户。

材料购买方可和制造方协商附加的质量控制要求。

质量计划的准确性可由相关部门进行现场检查确定。

B.2.4 以实验室试验为根据对附录A 提出补充和变更

提出的补充和变更应备有符合ISO  15156-1要求的文件。并且应服从下列附加条件和要 求。

—用于评定补充进入附录A 的碳钢和低合金钢的实验室试验是供不符合A.2.1 所述的 一般要求钢材使用的实验室试验。

— 补 充 到A.2 条的碳钢或低合金钢需要进行表B.1 所述的用于图1所有SSC 区的试验 (见7.2)。

— 补 充 到A.3 或 A.4 条中的碳钢或低合金钢需要进行表B.1 所述的用于图1适当SSC 区的试验。(见7.2)。

—用于评定钢材的实验室试验应根据ISO  15156-1进行选择。

—应对至少代表三个独立处理炉的材料根据B.3 条进行抗SSC 试验。

—应提供足够的数据以便于ISO/TC67  的成员对材料进行评价和根据ISO/IEC 导则的 第1部分判定材料是否适合于通过修改或修订纳入ISO  15156本部分。

B.3 评定碳钢和低合金钢抗SSC 性能的试验程序

评定应按照B.1, 和 表B.1适当的规定。

试验要求应符合NACE   TM0177,除非另有说明。

一般而言，试验是在环境温度[24℃±3℃(75   F±F)]     下进行。对于在高温下进行的试验，可使用ISO   15156-3:2015附 录B 中给出的试验环境指导。

对按照材料制造规范进行试验的材料，试验宜参考适当的规范，以及A.1 和 B.1。

B.4 评定碳钢和低合金钢抗SOHIC 和 SZC 的试验程序 B4.1 总 则

本附录给出的试验方法已成功地被用来验证SOHIC 或 SZC 的敏感性。

在SONIC/SZC 评定之前应完成材料在设计环境下的抗 SSC 的评定。

进行焊接评定时，还应采用7.3.3。

试验结果对于环境，而不是那些评定值的有效性规定在ISO  15156-1中 。

所述的SOHIC 和 SZC 试验方法还没有标准化。可替代的试验正在研究中。设备使用者可以 根据自己的判断选择其他的试验。应提供采用这些试验的理由的资料。

B4.2 小尺寸的试验

B.4.2.1 试件选择

常用来确定SOHIC/SZC 敏感性的试样应取自SSC 评定试验结果良好的，表面上看像未 被破坏的UT 或FPB 试验试件。按A.2 条选择的钢材在SOHIC/SZC 评定之前，应同样按照 B.1 条的要求，进行 SSC 试验。

对于焊接小尺寸的试验，试件应垂直于焊缝取样。

B4.2.2 UT 试验试件的评定和验收准则

对UT 试验试件的评定和验收准则应采用如下的一种。

a) 试件加热到150℃并保温两个小时，以除去吸收的氢。测量试件的抗拉强度。该抗拉 强度应不小于用同样的、先前未被使用的试件测定的该材穿的实际抗拉强度的80%。

b) 至少加工两个平行于试样轴线的金相截面。检查这些截面中是否有潜在的阶梯状 HIC特征和其他与SOHIC 或焊缝软区裂纹(SZC)  有关的裂纹。既没有阶梯状HIC 迹象也 没有贯穿厚度方向的，长度超过0.5mm 的裂纹是允许的。

B.4.2.3 FPB试验试件的评定和验收准则

应对试样在暴露于H₂S 期间承受拉应力面进行湿磁粉检测。

在垂直于应力轴的任何磁粉标记线下面，截取金相截面应垂直于磁粉标记线，或在没有 磁粉标记线时，至少应截取两个平行于试件应力轴的金相截面。

应检查用这些方法制成的截面是否有潜在的阶梯状HIC 特征和其他与SOHIC 或焊接的 软区 (SZC)  相关的裂纹。没有阶梯状HIC 特征，也没有贯穿厚度方向的长度超过0.5mm 的裂纹是允许的。

为了有助于检测试件的损坏，试件在截制金相断面之前可以在先前被弯曲的方向再塑性

变形5%。在该变形之前，试件应加热到150℃并保温2h, 以除去吸收的氢。

对于出现在试件受拉面表面下的小于1mm 鼓泡形态的损坏，或出现在受压面不计长度 的鼓泡，在SOHIC/SZC 评定时可以被忽略不计，但应有报告。

B.4.3 整管环试验

可采用整管环试验。文献HSE OT1-95-635提供了试验和验收准则。

注：已经显示残余应力对SOHIC/SZC的发生起着重要的作用。有时大尺寸试件更能体现现场运行中 的这种应力。

B.5 评定碳钢和低合金钢抗HIC/SWC 的试验程序和验收准则

试验程序和验收准则应按照表B.3 的规定。

试验应在环境温度下进行[25℃±3℃(77  F±5F)]。

试验要求应按照NACE  TM0284, 除非另有说明。

表 B.3  HIC/SWC试验程序和验收准则