GB/T 20972.2-2025 石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第2部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁

ICS7518001

CCSE.10.

中华人民共和国国家标准

GB/T209722—2025

.

代替GB/T20972.2—2008

石油天然气工业油气开采中用于含硫

化氢环境的材料第2部分抗开裂碳钢

:、

低合金钢和铸铁

Petroleumandnaturalgasindustries—MaterialsforuseinH2S-containing

environmentsinoilandgasproduction—

Part2Crackin-resistantcarbonandlowallosteelsandtheuseofcastirons

:gy,

ISO15156-22020MOD

(:,)

2025-01-24发布2025-08-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T209722—2025

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅴ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

缩略语

4……………………4

通则

5………………………4

影响抗开裂性能的因素

6…………………5

抗和碳钢和低合金钢的评价和选择

7SSC、SOHICSZC………………6

碳钢和低合金钢抗和的评价

8HICSWC……………11

采购信息

9…………………11

标记

10……………………12

附录资料性本文件与相比的结构调整

A()ISO15156-2:2020……13

附录资料性本文件与相比的技术差异及其原因

B()ISO15156-2:2020…………14

附录规范性抗碳钢低合金钢和铸铁的使用要求和建议

C()SSC、…………………16

附录规范性用于硫化氢环境的碳钢和低合金钢的实验室试验评定

D()……………23

附录资料性硫化氢分压的确定

E()……………………29

附录资料性确定原位的推荐方法

F()pH……………32

附录资料性材料采购建议提供的信息

G()……………37

参考文献

……………………39

Ⅰ

GB/T209722—2025

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料的第部分

GB/T20972《》2。

已经发布了以下部分

GB/T20972:

第部分选择抗裂纹材料的一般原则

———1:;

第部分抗开裂碳钢低合金钢和铸铁

———2:、;

第部分抗开裂耐蚀合金和其他合金

———3:。

本文件代替石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第

GB/T20972.2—2008《2

部分抗开裂碳钢低合金钢和铸铁与相比除结构调整和编辑性改动外主要

:、》,GB/T20972.2—2008,,

技术变化如下

:

更改了范围见第章年版的第章

a)(1,20081);

更改了硫化氢分压大于时使用方法的条款见年版的

b)1MPa1(7.2.1,20087.1);

更改了对未列在附录中材料进行酸性环境服役评定的条款见年版的

c)C(7.2.2.1,2008

7.2.1.1);

更改了碳钢和低合金钢焊后热处理的免除条件见年版的

d)(C.2.1.4,2008A.2.1.4);

增加了热处理对覆盖层影响评价的条款见

e)(C.2.1.5);

更改了适用的国家标准产品见表年版的表和附录

f)(C.2,2008A.2F);

更改了套管和油管材料将更名为见表年版的表

g)C110,C95R95(C.3,2008A.3);

更改了控制钻井环境的值要求见年版的

h)pH(C.2.3.2.3,2008A.2.3.2.3)

更改了四点弯曲试验标准及评价标准见年版的

i)(D.3,2008B.3);

更改了试验的验收准则见年版的

j)HIC(D.5,2008B.5);

本文件修改采用石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第

ISO15156-2:2020《

部分抗开裂碳钢低合金钢和铸铁

2:、》。

本文件与相比在结构上有较多调整两个文件之间的结构变化对照一览表见

ISO15156-2:2020,。

附录

A。

本文件与相比存在较多技术差异在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂

ISO15156-2:2020,,

直单线进行了标示这些技术差异及其原因一览表见附录

(│)。B。

本文件做了下列编辑性改动

:

删除了中的注

———ISO15156-2:20207.3.2;

删除了中的注

———ISO15156-2:20207.3.3.2;

删除了中第章的注

———ISO15156-2:202081;

增加了附录附录

———A、B;

删除了中的注

———ISO15156-2:2020B.1;

更改了中的注

———ISO15156-2:2020B.2.1.11;

删除了中表的脚注和

———ISO15156-2:2020B.3ac;

删除了中图的脚注

———ISO15156-2:2020C.1c。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC96)。

Ⅲ

GB/T209722—2025

.

本文件起草单位中国石油工程建设有限公司西南分公司中国石油天然气股份有限公司西南油气

:、

田分公司安全环保与技术监督研究院中国石油集团川庆钻探工程有限公司中国石油集团工程材料研

、、

究院有限公司天津钢管制造有限公司中石油江汉机械研究所有限公司建湖县鸿达阀门管件有限公

、、、

司保一集团有限公司

、。

本文件主要起草人李天雷李唯王雅熙施岱艳张平李科白真权李静李艳李林辉张金钟

:、、、、、、、、、、、

李英存吕传涛朱再思吴启春张晓忠宋成立张仁勇曾旸廖芸胥宏图

、、、、、、、、、。

本文件于年首次发布本次为第一次修订

2008,。

Ⅳ

GB/T209722—2025

.

引言

硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂是含硫化氢油气开采中危险的失效形式用于硫化氢环境的承压

,

设备材料可能发生难以预判的快速的开裂造成较大的生命安全和财产损失石油天然

、,。GB/T20972《

气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料目的在于规范油气开采中用于含硫化氢环境的抗开裂材

》

料评价选择和应用要求在制定中参考了等国内外有关标准同时吸收了近年来酸性油气

、,ISO15156,

田工程应用实践经验及技术标准的研究成果拟由三个部分组成

,。

第部分选择抗裂纹材料的一般原则目的在于确立服役环境定义材料评定和选择的一般

———1:。、

原则

。

第部分抗开裂碳钢低合金钢和铸铁目的在于确立抗开裂碳钢和低合金钢选择评定和

———2:、。、

使用要求以及铸铁的使用要求

,。

第部分抗开裂耐蚀合金和其他合金目的在于确立抗开裂耐蚀合金和其他合金的选择评定和

———3:。、

使用要求包括奥氏体不锈钢马氏体不锈钢铁素体不锈钢双相不锈钢镍基合金钛合金等

,、、、、、。

Ⅴ

GB/T209722—2025

.

石油天然气工业油气开采中用于含硫

化氢环境的材料第2部分抗开裂碳钢

:、

低合金钢和铸铁

1范围

本文件规定了在油气开采及天然气处理厂含硫化氢环境中碳钢和低合金钢材料的选择评

(H2S)、

定和使用要求以及铸铁的使用要求

,。

本文件适用于按荷载控制的设计方法进行设计和制造的设备用抗开裂材料的选择评定和使用

、。

注开裂包括硫化物应力开裂应力导向氢致开裂软区开裂氢致开裂和阶梯开裂

:(SSC)、(SOHIC)、(SZC)、(HIC)

不包括均匀腐蚀局部腐蚀或疲劳腐蚀造成的材料损失

(SWC),、。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

金属材料洛氏硬度试验第部分试验方法

GB/T230.11:(GB/T230.1—2018,ISO6508-1:

2016,MOD)

金属材料布氏硬度试验第部分试验方法

GB/T231.11:(GB/T231.1—2018,ISO6506-1:

2014,MOD)

金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法

GB/T4157

金属材料维氏硬度试验第部分试验方法

GB/T4340.11:(GB/T4340.1—2024,ISO6507-

1:2023,MOD)

管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

GB/T8650

金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第部分弯梁试样的制备和应用

GB/T15970.22:

石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第部分选择抗裂纹

GB/T20972.11:

材料的一般原则

(GB/T20972.1—2007,ISO15156-1:2001,IDT)

石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第部分抗开裂耐蚀

GB/T20972.33:

合金和其他合金

(GB/T20972.3—2025,ISO15156-3:2020,MOD)

石油天然气钻采设备井口装置和采油树

GB/T22513

金属材料硬度值的换算

GB/T33362

航空零件喷丸强化工艺

HB/Z26

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T20972.1。

31

.

布氏硬度BrinellhardnessHBW

;

通过表面压痕直径测量的硬度值

。

1

GB/T209722—2025

.

注通常采用直径为的碳化钨合金球并且加载的力

:10mm29.42kN。

32

.

泡点压力bubble-pointpressure

在一定的工作温度下开始有气泡在液体中形成时的压力

,。

33

.

原位pHin-situpH

实际服役环境下的

pH。

注原位与样品降压后测得的溶液可能不同

:pHpH。

34

.

铸铁castiron

一般含碳量在的铁碳合金

2.0%~4.0%。

341

..

灰铸铁greycastiron

以片状石墨存在断口表面呈灰色的铸铁

,。

342

..

白口铸铁whitecastiron

由于有渗碳体存在断口表面呈白色的铸铁

,。

343

..

球墨铸铁ductilecastiron/nodularcastiron

在熔融状态下用一种元素通常是镁或铈进行过石墨球化处理的铸铁

()。

35

.

冷加工coldworking

冷变形colddeforming

冷成形coldforming

在工件材料再结晶温度以下进行的塑性变形

。

注一般但并不总是在室温下进行

:。

36

.

适用性fitness-for-purpose

在预期使用条件下使用的适宜性

。

37

.

下临界温度lowercriticaltemperature

铁基金属在加热过程中开始形成奥氏体或在冷却过程中完成奥氏体转变的温度

。

38

.

渗氮nitriding

氮被渗入到金属材料最普遍的是铁基合金表面的表面硬化工艺

()。

注例如液体渗氮气体渗氮离子渗氮和等离子渗氮

:、、。

39

.

正火normalizing

将铁基合金加热到相变区间奥氏体化以上某一温度并保持一定时间然后在静止的空气中或

(),,(

保护气体中冷却到相变区间以下某一温度的热处理工艺

)。

310

.

塑性变形plasticallydeformed

超过弹性极限的永久变形

。

2

GB/T209722—2025

.

311

.

承压部件pressure-containingparts

承受压力的部件其功能失效时将导致其中的流体释放到环境中

,。

注例如阀体阀盖

:、。

312

.

淬火加回火quenchedandtempered

淬火硬化然后回火

。

注淬火硬化是先奥氏体化然后进行冷却使得奥氏体部分或全部转变为马氏体也可能转变为贝氏体

:,,,。

313

.

洛氏硬度Rockwellhardness

采用金刚石圆锥压头或碳化钨球形压头并施加规定载荷通过测量压痕深度获得的硬度值

,。

314

.

喷丸shotpeening

在可控制条件下选择一种介质通常为圆形钢丸轰击材料表层导致材料表层产生压应力的工艺

(),。

315

.

消除应力stressrelief

将金属加热到合适的温度并保温足够时间以减少残余应力然后缓慢冷却以使冷却产生的残余应

,

力最小的热处理过程

。

316

.

回火tempering

将金属加热到其下临界温度以下某一温度以降低硬度并提高其韧性的热处理工艺