ГОСТ Р 53679-2009
(ИСО 15156-1:2001)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД, ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА

Часть 1

Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию

Petroleum and natural gas industries. Materials for use in -containing environments in oil and gas production. Part 1. General principles for selection of cracking-resistant materials

ОКС 75.180.01

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН ОАО "ВНИИНЕФТЕМАШ", ДОАО "ЦКБН", ЗАО "Петрохим Инжиниринг", ООО "ВНИИГАЗ", ЦТСК ЦНИИчермет, ОАО "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 "Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1065-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 15156-1:2003* "Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 1. Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию" (ISO 15156-1:2001 "Petroleum and natural gas industries - Materials for use in -containing environments in oil and gas production - Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials", MOD).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При этом дополнительные положения, учитывающие потребности национальной экономики Российской Федерации и особенности национальной стандартизации, выделены курсивом*

_______________

* В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов в разделах 1 и 2 выделены курсивом, остальные по тексту документа приводятся обычным шрифтом. - Примечание изготовителя базы данных.

5 В стандарте реализованы нормы федеральных законов от 21 июня 1997 г. N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" и от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании"

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)                        

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие требования и содержит рекомендации по выбору и квалификации металлических материалов, предназначенных для оборудования для добычи нефти и газа в средах, содержащих сероводород, а также для оборудования для очистки высокосернистого природного газа.

Требования стандарта дополняют, но не заменяют требования к материалам, содержащиеся в соответствующих стандартах на оборудование.

Настоящий стандарт не противоречит Правилам промышленной безопасности [1].

В настоящем стандарте рассмотрены следующие механизмы растрескивания, которые могут быть вызваны действием сероводородсодержащих сред:

- сероводородное растрескивание под напряжением (SSC);

- водородное растрескивание (HIC);

- водородное растрескивание, ориентированное по напряжению (SOHIC);

- растрескивание мягких зон (SZC);

- ступенчатое растрескивание (SWC);

- коррозионное растрескивание под напряжением (SCC).

Таблица 1 содержит перечень видов оборудования, на которое распространяются требования настоящего стандарта, а также допускаемые исключения.     

Настоящий стандарт устанавливает требования к выбору и квалификации материалов для оборудования, проектируемого с использованием обычных критериев упругости.

Требования настоящего стандарта не распространяются на оборудование, используемое при переработке нефти и газа [2].

Примечание - Стали и сплавы, соответствующие требованиям настоящего стандарта, являются стойкими к растрескиванию в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа, но не обязательно являются стойкими в любых условиях эксплуатации.

Таблица 1 - Перечень видов оборудования, на которое распространяется действие настоящего стандарта

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт.

ГОСТ Р 53678 (ИСО 15156-2:2003) Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 2. Углеродистые и низколегированные стали, стойкие к растрескиванию, и применение чугунов

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 водородное растрескивание (hydrogen-induced cracking; HIC): Плоское растрескивание углеродистых и низколегированных сталей, вызванное диффузией атомарного водорода с образованием молекулярного водорода в ловушках.

Примечание - Растрескивание вызывается ростом давления водорода в ловушках. Для возникновения водородного растрескивания приложения внешнего напряжения не требуется. Ловушки, способные вызвать водородное растрескивание, обычно возникают в сталях с высоким уровнем загрязнения, имеющих высокую плотность плоских включений и/или участки с аномальной микроструктурой вследствие сегрегации примесей и легирующих элементов. Эта форма водородного растрескивания не связана со сваркой.

3.2 водородное растрескивание, ориентированное по напряжению (stress oriented hydrogen induced cracking - SOHIC): Образование ступенчатых мелких трещин, расположенных примерно перпендикулярно к направлению основных напряжений, приводящих к образованию сетки с ранее существовавшими водородными трещинами.

Примечание - Этот вид растрескивания может рассматриваться как коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное сочетанием внешнего напряжения и местной деформации вокруг водородных трещин. Таким образом растрескивание SOHIC связано с SSC и HIC/SWC. Оно наблюдалось в основном металле продольно-сварных труб и в зоне термического влияния сварных швов в сосудах, работающих под давлением. Это сравнительно редкое явление, обычно встречающееся в трубах и сосудах, работающих под давлением, изготовленных из низкопрочных ферритных сталей.

3.3 коррозионно-стойкий сплав (corrosion-resistant alloy): Сплав, стойкий к общей и местной коррозии в условиях нефтяного промысла, при которых возникает коррозия углеродистых сталей.

3.4 коррозионное растрескивание под напряжением (stress corrosion cracking; SCC): Растрескивание металла под влиянием анодных процессов локализованной коррозии и растягивающих напряжений (остаточных и внешних) в присутствии воды и сероводорода.

3.5 микроструктура (microstructure): Структура металла, обнаруживаемая при микроскопическом исследовании специально подготовленного образца.

3.6 низколегированная сталь (low alloy steel): Сталь с суммарным содержанием легирующих элементов менее 5%, но больше, чем в углеродистой стали.

3.7 парциальное давление (partial pressure): Давление, создаваемое одним компонентом газовой смеси при той же температуре и в том же объеме, который занимает смесь.

Примечание - В смеси идеальных газов парциальное давление каждого компонента равно общему давлению, умноженному на его молярную долю в смеси, причем молярная доля равна объемной доле компонента.

3.8 превентор (blowout preventor): Устьевое оборудование, обеспечивающее перекрытие контактным управляемым уплотнителем стволового прохода.

3.9 растрескивание мягкой зоны (soft zone cracking SZC): Форма сероводородного растрескивания под напряжением, возникающего при наличии в стали местной мягкой зоны с низким пределом текучести.

Примечание - При рабочих нагрузках мягкие зоны могут деформироваться и накапливать пластические деформации, что повышает склонность к сероводородному растрескиванию под напряжением материала, обычно стойкого к этому виду разрушения. Такие мягкие зоны, как правило, связаны со сварными швами в углеродистых сталях.

3.10 сероводородное растрескивание под напряжением (sulfide stress cracking; SSC): Растрескивание металла под влиянием коррозии и растягивающих напряжений (остаточных и/или внешних) в присутствии воды и сероводорода.

3.11 сварка (weld): Соединение двух или более металлических деталей путем приложения тепла и/или давления с добавлением присадочного металла или без него в целях местного плавления материалов и их затвердевания в стыке.

3.12 ступенчатое растрескивание (stepwise cracking SWZ): Растрескивание, при котором водородные трещины в соседних плоскостях структуры стали соединяются.

Примечание - Этот термин описывает внешний вид трещин. Соединение водородных трещин с образованием ступенчатого растрескивания зависит от уровня местных деформаций между соседними трещинами и хрупкости матрицы, вызванной растворенным водородом. Водородное и ступенчатое растрескивания обычно свойственны низкопрочной толстолистовой стали, используемой для изготовления труб и аппаратов.

3.13 твердость (hardness): Свойство материала оказывать сопротивление пластической деформации, обычно измеряемое путем вдавливания.

3.14 термическая обработка (heat treatment): Нагрев или охлаждение твердого металла или сплава в целях придания им требуемых свойств.

Примечание - Нагрев в целях подготовки к горячей деформации не считается термической обработкой.

3.15 углеродистая сталь (carbon steel): Сплав железа и углерода, содержащий до 0,8% углерода и до 0,8% марганца, а также остаточные количества других элементов за исключением намеренно добавляемых в определенных количествах для раскисления (обычно кремний и/или алюминий).

3.16 холодная деформация (cold work): Пластическая деформация металла при температуре и скорости деформации, вызывающих деформационное упрочнение (обычно, но не обязательно) при комнатной температуре.

     4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

- HIC - водородное растрескивание;

- SSC - сероводородное растрескивание под напряжением;

- SOHIC - водородное растрескивание, ориентированное по напряжению;