GB/T 8650-2015 管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

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中华人民共和国国彖标准

GB/T8650—2015

代春GB/T8650—2006

管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

Evaluationofpipelineandpressurevesselsteelsforresistance

tohydrogen-inducedcracking

2015-12-10发布2016-11-01实施

幅畿勰畫曹1警彎畫发布

GB/T8650—2015

目次

前言in

i范围1

2规范性引用文件1

3试验原理1

4试剂1

5试验设备2

6钢管试样2

7钢板试样6

8管件试样9

9法兰试样10

10试验步骤11

11试样评定12

12试验报告14

附录A（规范性附录）控制I1S毒性的安全考虑15

附录B（资料性附录）试验方法补充说明16

附录C（规范性附录）人工海水的配制及化学成分17

附录D（资料性附录）试样除脂效果喷雾试验18

附录E（规范性附录）管件及法兰取样位置示意22

附录F（资料性附录）用碘量法测定试验溶液中H?S浓度26

参考文献28

GB/T8650—2015

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刖s

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准代替GB/T8650—2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》。与GB/T8650-

2006相比主要技术变化如下：

-增加螺旋焊管试样的取样位置和方向（见6.2）；

——增加了储存后试样进行试验的条件（见6.）；

-增加管件、法兰试样的尺寸、取样方向和试样数量、试样制备、试样的清洗和储存（见第8章和

第9章）；

——增加了管件及法兰取样位置示意（见附录C）；

——修改了碘量法中淀粉指示剂滴加的时间（见附录F）；

——修改了硫化氢（H2S）浓度计算公式（见附录D）。

本标准由中国钢铁T业协会提出。

本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。

本标准起草单位：中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司、冶金工业信息标准研究院、钢

铁研究总院。

本标准主要起草人:施岱艳、李天雷、陈勇彬、侯捷、姜放、曹晓燕、丰涵。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

—GB/T8650—1988.GB/T8650—2006o

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GB/T8650—2015

管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

1范围

1.1本标准规定了管线钢和压力容器钢板以及法兰和管件在含有硫化物水溶液的腐蚀环境中，由于腐

蚀吸氢引起的氢致开裂（HIC）的评定方法。

1.2本标准提供了从每个钢产品类型中取样的尺寸，数量，位置和取向，钢产品的类型包括钢管、钢板、

管件和法兰。

1.3本标准包括小直径（公称直径［DN］5O〜150,公称管线尺寸［NPS］为2〜6）、薄壁（壁厚不大于

6mm）电阻焊（ERW）和无缝钢管的特殊步骤要求。除非本标准中特殊规定，这些小直径、薄壁材料宜

与其他钢管用相同的方法进行试验。

1.本标准不包含接受或者否决的准则，但GB/T20972.2—2008的第8章提供了指南。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是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。

GB/T8923.1—2011涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过

的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级

GB/T20972.2.2—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

GBZ2.1T作场所有害因素职业接触限值化学有害因素

3试验原理

3.1本标准的试验方法是将无应力的试样浸泡在下面两种标准溶液中的任一种中。溶液A,常温常压

下，含饱和硫化氢（H2S）,氯化钠（NaCl）和乙酸（冰酷酸,CH:1COOH）的蒸憾水或去离子水溶液；溶液

E,常温常压下，含饱和H?S的人工海水。浸泡规定的时间后，取出试样并进行评定°

3.2本标准的试验方法不是模拟服役条件。本方法只提供一种具有重现性的试验环境，以便能够在相

对短的时间内区别不同钢试样对氢致开裂（HIC）的敏感性。

注：试验时间也许不能够使裂纹在任意试验的钢中扩展到最大,但是已经足够满足本试驗的目的。

4试剂

4.1溶液A的试剂应为用于除氧的氮气（N2）.H2S气体（控制H?S毒性的安全考虑见附录A）、NaCl、

CH3COOH和蒸憾水或去离子水。溶液B的试剂应为用于除氧的N2、H2S和人工海水。

4.2NaCl和CH:1COOH应用分析纯的化学药品。

4.3H?S气体纯度不小于99.5%,N为高纯氮，水应用蒸憾水或去离子水（见附录B）。

4.人T海水试剂应按照附录C进行配制。

1

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5试验设备

5.1图1是一个典型的试验装置的示意图。

5.2试验可以在任何方便的密闭容器中进行，容器应该有足够大的容积放置试验试样，并且具有除氧

和导入H2S气体的进出口管路。

5.3试验装置中涉及的任何一种材料都不应污染试验环境或者与试验环境发生反应。

说明：

1——气瓶（H^S/NJ；4试验容器；

2流量计；5——10%NaOH溶液;

3—-—捕集:器；6—■—试样。

图1典型的试验装置示意图

6钢管试样

6.1试样尺寸

6.1.1每个试样长度应为100mm±1mm,宽度应为20mmzt1mmo

6.1.2试样厚度为管的整个壁厚,最大为30mm0如果整个壁厚超过了30mm,试样最大厚度限制在

30mm内，在厚度方向上进行交错（见第7章）。每个表面（即内表面和外表面）最多只能各去掉1mm,

试样坯料不允许矫平。

6.1.3对于小口径薄壁的电阻焊（ERW）和无缝管，试验试样的厚度应至少为管壁厚度的80%。在这

种情况下，应直接使用从管线钢管上切取的弧形试样进行试验，试样坯料不允许矫平。

6.2试样数量、取样位置和取样方向

6.2.1每根试验管应取3个试验试样。

6.2.2焊管应在焊缝、与焊缝成90°和180°位置取样。无缝管按圆周等距120°取样。

6.2.3应沿管H?S的纵轴方向截取试样：

a）无缝管和直缝焊管的母材金属，应平行于管的纵轴；

b）螺旋焊管的母材金属，应平行于焊缝；

c）直缝和螺旋焊管的焊接区应垂直于焊缝；

d）电阻焊（ERW）钢管的焊接区，应平行于焊缝取样。焊缝应近似位于试样的中心线上。

试样的取样方向和浸泡后切取和检查的位置如图2〜图6所示。

2

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单位为毫米

说明：

1—钢管的轴向；

2——检查面。

图2无缝管和直缝焊管的母材

单位为毫米

说明：

1——管子钢管的轴向或者管件焊接位置；

2——焊缝；

3——检查面。

图3直缝焊管或焊接管件的焊缝区

3

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单位为亳米

b）大直径钢管

说明：

1——管子钢管的轴向；

2——电阻焊缝；

3检查面；

T——钢管厚度；

/一-—试样厚度。

图4电阻焊（ERW管的焊缝区

4

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单位为毫米

说明：

1―—管子的轴向；

2——制方向；

3——螺旋焊缝；

4检查面；

5——焊缝试样；

6—1/宽度90°母材试样；

7——1/2宽度180°母材试样。

图5螺旋焊管试样的母材

5

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说明：

1——管子的轴向；3检查面;

2——制方向；T——焊管厚度。

图6螺旋焊管的焊接区

6.3试样制备

6.3.1可采用任何方便的方法切取试样坯料。如果坯料采用火焰切割，则应用磨、锯或机加工的方法

将火焰切割表面的热影响区全部去掉。

6.3.2每个试样的4个切割表面应进行水磨或干磨处理，最后用不低于P400粒度的砂纸打磨。

6.3.3试样的切割表面边缘不允许带有涂层，应将试样的六个表面都浸没于试验溶液中。

6.3.对于小口径、薄壁的电阻焊(ERW)管和无缝管试样，应先完全清除内外表面的氧化皮。然后进

行机加T和/或打磨(干法或湿法)，直至最终表面光洁度达到P400粒度砂纸打磨效果。若采用机加T

方法,最后两道机加T-量所去掉的材料厚度不应超过0.05mmo

6.试样的清洗和储存

6.4.1试验之前，试样应采用合适的溶液除脂，再用专用的溶剂清洗，例如丙酮。每批试样除脂的效果

应用附录D中的喷雾试验或其他等效方法来确定。报告中应写入采用的方法。

6.4.2除脂后的试样在干燥器中储存，应使用附录D中的喷雾试验或其他等效方法来证实从干燥器移

入溶液中浸泡期间的除脂的效果。

7钢板试样

7.1试样尺寸

7.1.1每个试样长度应为100mmi1mm,宽度应为20mmi1mmo

7.1.2试样轧制表面最大可去掉lmm。试样坯料不允许矫平。

7.1.3试样的厚度应为钢板的整个厚度，最大为30mm0对于厚度大于30mm的钢板，试样应按6.2.2

和6.2.3所述方法交错取样。用于制造钢管，且厚度大于30mm的钢板，可以按照6.1.2取样。

6

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7.2试样数量、取样位置和取样方向

7.2.1试样应在板端宽度的中间位置取样，并使试样的纵轴平行于钢板的主轧制方向。

7.2.2对于厚度不大于30mm（包括30mm）的钢板，应按图7所示取3个试样。

7.2.3对于厚度＞30mm~88mm的钢板，应在靠近板的两个表面和中心线的位置取3个厚度为

30rrnn的试样，以便检验整个钢板厚度，如图8所示。试样应该在厚度方向上均匀的交错，其重叠层厚

度可依钢板实际厚度而定，相邻试样间的重叠厚度应不小于1mm0

7.2.对于厚度大于88mm的钢板，应取5个或更多的试样（应为奇数）,每个试样厚30mm,如图9

所示。试样在厚度方向上应该均匀交错，其重叠量应依钢板实际厚度而定，相邻试样间的重叠厚度应不

小于1mm。

单位为毫米

说明：

1—主制方向；

T——钢板厚度。

图7板厚不大于30mm的钢板试样取样位置

卑位为毫米

gb/t

图9

8

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7.3试样制备

钢板试样的制备应与6.3对钢管试样的规定相同。

7.清洗和储存

试样的清洗和储存应与6.对钢管试样的规定相同。

8管件试样

8.1试样尺寸

8.1.1如果管件尺寸足够大，每个试样长度应为100mm土1mm,宽度应为20mm±lmmo

&1.2试样的原始表面应去除，去除的表面厚度不大于1rrnn。试样坯料不得被矫平。

8.1.3壁厚不大于30mm的管件，其试样厚度应为整个管件壁厚。对于厚度大于30mm的管件，试样

应按第6章所述方法交错取样。

&1.4当管件尺寸小而不能取100mmX20mm宽的标准试样时，应将整个管件作为试样。

&2试样数量、取样位置和取样方向

8.2.1表1给出了弯头、三通、异径接头和管帽等管件试样的数量，取样位置和方向，取样位置示意图

见图E.1〜图E.6。

表1管件试样的数量.取样位置和方向

试样数量

管件类型取样方向取样位置

个

一个试样在外弧侧取样，另外两个试样在两侧的中性轴180°位置取样。所

45°弯头3纵向

有试样均在管件长度方向的中间部位取样

一个试样在外弧侧取样，另外两个试样在中性轴180°位置取样。所有试样

90°弯头3纵向

均在管件长度方向的中间部位取样

长/短半径回转一个试样在外弧侧取样，另外两个试样在中性轴180°位置取样。所有试样

3纵向

（180°弯头）均在管件长度方向的中间部位取样

同心异径接头

3纵向三个试样在长度方向的中部沿圆周方向间隔120°取样

（大小头）

偏心异径接头一个试样应从截面变化最大的位置（0°）取样，另外两个分别在两边的90°位

3纵向

（大小头）置，即9C°和270°位置収样。所有试样均在管件长度方向的中间部位取样