NACE MR0175/ISO 15156 是针对石油、天然气及相关工业中含硫化氢(H₂S)环境下设备用材料的抗硫化物应力开裂(SSC)、氢致开裂(HIC)等性能的国际标准,明确了材料选型、制造、测试及质量控制要求。以下分核心要求、关键试验方法及检测报告必含数据三部分说明。
一、标准核心适用范围与总体要求
1. 适用环境界定
标准仅适用于含 H₂S 的 aqueous(水基)环境,需同时满足以下条件(环境参数需在报告中明确):
2. 材料覆盖范围
适用于油气开采、集输、加工等环节的金属材料,包括:
3. 总体质量要求
二、关键试验方法及参数(SSC/HIC)
1. 硫化物应力开裂试验(SSC)——720h
SSC 试验模拟含 H₂S 环境下材料在拉伸应力作用下的开裂敏感性,核心依据NACE TM0177(标准指定方法),试验参数需与报告严格对应。
试验项目 | 要求细节 | 报告必录数据 |
---|---|---|
试验方法 | 优先采用 “四点弯曲法”(Method A)或 “拉伸载荷法”(Method B),按需选择。 | 明确试验方法(如 “NACE TM0177 Method A”) |
试验环境 | - 溶液:5% NaCl + 0.5% CH₃COOH(pH 2.7±0.1,25℃); - 通气:持续通入含 100% H₂S 的气体(气泡速率 1–2 个 / 秒)。 | 溶液配比、pH 值、通气速率、环境温度 |
应力加载 | - 四点弯曲法:加载应力 = 80% Rₚ₀.₂(材料规定塑性延伸强度); - 加载后立即放入试验溶液,保持 720h。 | 加载应力值(MPa)、应力计算依据(如 Rₚ₀.₂实测值)、加载时间点 |
判定准则 | 试验后试样表面及断面无宏观 / 微观开裂(放大 100 倍观察),即为合格。 | 开裂情况描述(“无开裂” 或具体开裂位置 / 尺寸)、微观观察倍数及照片(附报告) |
2. 氢致开裂试验(HIC)——96h
HIC 试验评估材料在含 H₂S 环境下因氢渗透导致的内部开裂(无外部应力),核心依据NACE TM0284,试验参数如下:
试验项目 | 要求细节 | 报告必录数据 |
---|---|---|
试验方法 | 采用 “浸泡法”:试样全浸没于试验溶液,96h 后检测内部开裂。 | 明确试验方法(“NACE TM0284”) |
试验环境 | - 溶液:A 溶液(0.5% acetic acid + 5% NaCl,pH 2.8±0.1)或 B 溶液(按实际工况定制); - 通气:100% H₂S 气体饱和(25℃,通气 1h 后密封)。 | 溶液类型、pH 值、通气时间、试验温度 |
试样要求 | 板材 / 管材试样尺寸:100mm×20mm× 厚度(原厚度,不小于 6mm),每组至少 3 个试样。 | 试样尺寸、数量、取样方向(如 “板材纵向”) |
判定准则 | 按 “开裂率” 评估: - 裂纹长度率(CLR)≤15%; - 裂纹厚度率(CTR)≤5%; - 裂纹敏感率(CSR)≤2%。 | CLR、CTR、CSR 实测值、断面宏观 / 微观照片(标注裂纹位置) |
三、检测报告必含数据与内容框架
报告需满足 “可追溯、可复现” 原则,除上述试验数据外,还需包含以下核心模块: