1.1 范围

本标准涉及了在石油生产、钻探、采集、 输送设备上以及用于含H₂S 的烃类气体的 油田加工设施上抗硫化物应力腐蚀断裂   (SSC)  或者应力腐蚀裂纹(SCC)  的金属 材料的要求。本标准适用于在表1中所列  的材料标准化组织所规定的材料和/或设  备。本标准并不包括也不旨在于包括有关  设计的规范。对于其它形式的腐蚀和其它  类型的断裂破坏，虽然并不属于本标准的  范围，但在设备的设计和作业时也应加以  考虑。严重的腐蚀条件会导致非SSC 或者  SCC 原因的构件的破坏，因而要通过材料  的选择和缓蚀措施来加以控制，但这不属  本标准的范围。例如，用于管线和容器的  某些低强度钢会引起起泡(blister)  腐蚀破  坏或者由于硫化氢的作用而产生氢腐蚀   (逐级裂纹)。

表1

材 料 标 准 机 构

1.     美国航空航天材料规范(AMS) 美国汽车工程师协会 (SAE)

2.     美国钢铁学会 (AISI)

3.     美国国 家标准学会 (ANSI) 4.     美国石油学会 (API)

5.     美国机械工程师学会 (ASME) 6.     美国材料与试验学会 (ASTM) 7.     美国焊接学会 (AWS)

8.     英国标准学会 (BSI)

9.  加拿大标准协会(CSA)

10. 德国标准化协会(DIN)

1.2 采购

确定工作条件，并规定本标准是否适 用则是用户的责任。本标准包括的各种材 料可以用于任何给定的零件。制造商的责 任是确保所指定材料的冶金学要求，用户 的责任是确保所指定材料满足工况的要 求。用户可以根据操作条件(包括压力、 温度、腐蚀性、流体的特性等)来选择具 体的材料。例如在选择螺栓紧固件时，应 考虑到法兰额定压力值的影响。下述内容 可由用户加以规定：1)由制造厂使用本

标准中所列材料；2)由制造厂建议采用 本标准中的材料并由用户批准

1.3 适用性

本标准适用于暴露于含硫酸性环境中 的设备的所有零件。本标准适用的含硫环 境还应是可能由SSC 或者SCC 引起的破坏 而：1)导致设备在承压下不能正常作业，2) 不能保证承压系统的完整性，3)导致设备 的基本功能无法维持。常压下或低压下的 构件的材料选择，如水处理装置，抽油杆 和液下泵等均在其它NACE 和 API 文献中 有详细规定，而不属于本标准范围。

1.4    MR0175 应用   SSC 受以下因素影响：

1)受化学成分、热处理和微观结构等 影响的冶金状态和强度；

2)水相中的氢离子浓度(活性)(pH 值);

3)H₂S   分压，即H₂S 浓度与总体绝 对 压力之比；

4)总的拉伸应力(应附加残余应力);

5)温度；

6)暴露于酸性环境的时间；

7)蓄电效应：

8)氯化物或者其他卤化物离子的浓度；

9)氧化剂；

10)非二次产生的流体(包括那些用 于酸性激励和封隔器的流体)。

SCC 受以下因素影响：

1)受材料的化学成分、热处理、冷加 工和微观结构影响的冶金状态和强度；

2)水相中的氢离子浓度(活性)(pH 值);

3)H₂S   分压，即H₂S 浓度与总体绝 对 压力之比：

4)总的拉伸应力(应附加残余应力);

5)温度；

6)暴露于酸性环境的时间；

7)蓄电效应；

8)氯化物或者其他卤化物离子的浓度；

9)氧化剂：

10)非二次产生的流体(包括那些用 于酸性激励和封隔器的流体)。

用户须判定环境条件是否属于本标准 的范围。请参看附录A 的计算。

1.4.1 MR0175 应当用于含水液体和H₂S 含 量超过1.4.1.1中所定范围的环境。值得注 意的是，敏感性材料即使在不太恶劣的环 境下也可能失效。

1.4.1.1 所有气体、气态冷凝物、含硫酸性 原油(1.4.2所注释除外)当潮湿气体(水为液 体)、气态冷凝物或原油介质的气相中 H₂S 绝 对 分 压 等 于 或 超 过 0 . 0 0 0 3MPa (0.05psia)。

1.4.2当下列条件满足时不必应用 MR0175 标准(应由用户决定):

1.4.2.1 低压气体

当总压低于0.4MPa(65psia)

1.4.2.2  低压气油多相介质

当总压低于1.83MPa(265psia), 最大 气油比142SCM:bbl(5000SCF:bbl),H₂S

含量小于15mol%(摩尔百分比),H₂S 分压低 于0.07MPa(10psia)。

1.4.2.3 盐水井和盐水处理设备，已在 NACE 标准RP0475 说明；

1.4.2.4 精炼厂和化工厂。

1.4.2.5 承受压缩载荷的零件

1.5 SSC和 SCC 的控制

1.5.1 SSC或者SCC 可以由下述一种或几种 措施一起加以控制：

1)采用本标准中所述的材料或工艺；

2)控制环境：

3)将零件与酸性环境相隔离。

4)使用适当的阳极或阴极极化作用。 对 SSC 或者SCC 敏感的金属，在钻探

和工艺过程中，通过对钻探或加工流体的 特性的控制，也已有许多成功应用的例子。

1.6  MR0175包含的材料

1.6.1根据金属材料在实际应用、SSC 或者 SCC  实验室试验或同时在两种情况中表现 出的抗SSC 或者SCC 能力，已作为可接受的 材料包括在本标准中。在 NACE  标准 MR0175  第 一版中的许多合金材料已被证 明可成功使用在酸性工况，尽管这些材料 可能在按NACE  TM0177 标准进行的SSC  或者SCC 实验室试验中失效。

1.6.2  本标准中包括的材料可在所有工况 条件下抗SSC 或者SCC 但并不意味能免除 该种腐蚀。不适当的设计，制造，安装设 施，选择材料，加工处理都能导致耐腐蚀

材料变的敏感。

1.7硬度要求

1.7.1 由于硬度试验是非破坏性的，被制造 商作为质量控制方法，并被用户作为现场 检查方法。精确的硬度试验要求严格按照 相关的ASTM 标准规定。

1.7.2对于使用的材料或零件应经充分的 硬度试验以确定其实际的硬度值。如果个 别的硬度读数超过了本标准允许的值也是 可以接受的，只要所取读数的的平均值不 超过本标准的允许值，并且每一读数都不 超过所允许值的2个HRC 值。测试区的数 目和位置不属本标准的范围。

1.7.3本标准采用HRC硬度值。按ASTME18⁵ 测量的洛氏硬度值应该被优先接受。可采 用布氏硬度(HBW) 。维氏硬度 (HV)5   千 克或10千克，的测试方法。当应用时，把 从其他测试方法获得的硬度值转换成 HRC 值，应与ASTM E 140一致。得到用户认可 的经验转换数据可以被接受。ASTM E 384 定义的用于微观硬度值测试的可接受标 准，是在本标准范围之外的。

1.8怎样运用MR0175 (路线图)

1.8.1见图1,用户须决定用于酸性环境的 材料，是否适合采用MR0175 标准。MR0175 的第1章是使用向导。MR0175 中用到的一 些名词的解释可参看第2章。

1.8.2  如果用户选择MR0175 来作为酸性环 境中材料选择，那么过程包括确定要使用 的材料是否在标准范围之内，材料的冶金 学要求，和材料的环境限制。

1.8.3  下列的步骤是用来选择可用的材料 和他们在MR0175 中的要求：

1.8.3.1 碳钢，低合金钢，和铸铁首先要先 熟悉第3节。这个章节包含了那些合金的 广泛使用的最一般要求。

1.8.3.1.1 如果关于这些合金的问题在第3 节中没有给予充分的解答，或者一些关于 这些合金的问题不在第3章的范围之内， 重新查看第6、8、9、10、11和12章中关 于特殊型号设备的要求。

1.8.3.1.2 制造中的特殊要求，包括焊接， 查看第5节。

1.8.3.1.3 这些合金的电镀和涂层要求参 见第7章。

1.8.3.2 耐蚀合金(CRAs)  的选择的步骤也 基本相同，除了要先参看第4节中的一般 要求。第4节中包含了具体合金和合金分 组(分类);这些在1.8.3.3中有所论述。

1.8.3.2.1   见附录C  中预先设定的数据，本 附录给出被MR0175 预先接受的数据信息。

1.8.3.3 具体合金Vs.合金分组

第4章列举了耐蚀合金的具体合金或 者合金分组。合金 (CRA)    分组容许对相 似合金的广泛描述。在第4章中的一个合 金分组根据广泛包含的除了实际的化学组 成，制造过程和完成状态对一组合金进行 定义。一种合金的全部化学组成都应该符 合所给的耐蚀合金分组的所有要求，从而 可以包含在这个组中。

1.8.3.3.1  所有可用的环境限制都用来规定 这个组中的所有合金。这些环境限制可以 包 括H₂S 的最大容许分压，PH 值的最小容 许值，液体中的氯化物的最大容许含量， 温度，和是否容许硫元素的存在。当环境 限制条件在表格中列出时，H₂S  的分压，温 度等等之间容许插值。

1.8.3.3.2 一些组可能包括合金的特殊要 求。

这些都是冶金要求的化学和硬度的典 型限制。

1.8.3.3.3  耐蚀具体合金和合金分组的应用 举例：

耐蚀具体合金举例： UNS  J93254 (CK3MCuN)  在4.3.2中列出。关于这种 合金的所有要求都设置在4.3.2下。

耐蚀合金分组举例：铁素体不锈钢作 为分组合金在4.7.1中列出。任何铁素体不 锈钢都可以在本节中的环境限制条件下使 用。具体合金不是必须被列出的。

特殊合金要求的耐蚀分组合金举例： 马氏体不锈钢作为有特殊合金要求的分组 合金在4.8节。所有马氏体不锈钢的环境限 制条件是相同的，但是对组中的每一合金 还规定了冶金学要求。

1.8.4 如 果 遇 到 的 问 题 中 的 材 料 不 在 MR0175  的范围内，那么可能用到下面的各 项：

1.8.4.1  看第13,14和15节中对 MR0175 中各部分的增加和修改的建议。看附录 B

关于样本测试数据表格和从I 到VⅡ级的有 效测试的定义。

1.8.4.2  不准备在MR0175 中增加新的材料 的情况下，选择有特殊应用的材料的指导 见第16章。

1.8.5  本标准中包含了四个附录：

1.8.5.1   附 录 A  提供了H₂S  分压的计算样 例。

1.8.5.2  附 录 B  提供了样例的测试数据表 格。

1.8.5.3   附 录C  以表格的形式提供了随机提 供的数据。

1.8.5.4   附 录D 提供了满足各种要求所对应 的材料的列表。

1.9   MR0175中的材料是按照独立的合金或 者合金类别来分的。表决计划将遵照规定 的方法。如果表决计划增加一个独立的合 金或者修改一个合金的使用条件，表决必 须仅仅是独立的合金。反过来说，如果表 决计划是增加或者修改一个合金的要求， 则表决必须选择合金的类别。

1.10   MR0175 的更改要求对现有生产设备 的影响

当新的限制加到本规范的材料上或者 标准中的材料被删除时候，从那时候起材 料在使用时候就要优先参考修订后的标 准，且材料在应用中并不产生SSC 和 SCC 失效，且其仍是符合本标准的。

然而，当这些材料不在他们的现场环 境时，如符合本规范，替代材料必须在这 个规范之内。

1.10.1  成功使用 MR0175 规定以外的材料 可通过第16章的认证将其增加为MR0175  的允许材料。

1.10.2  如果新的设备的设计基准没有变化 使用者可能在现有的矿井种类或者在一个 给定的新矿井领域选用替代材料。使用者  将核对场地的环境条件是否符合新的替代 材料所需规定，替换材料也是一样的要求。