NACE MR0175/ISO 15156 是針對石油、天然氣及相關(guān)工業(yè)中含硫化氫（H?S）環(huán)境下設(shè)備用材料的抗硫化物應(yīng)力開裂（SSC）、氫致開裂（HIC）等性能的國際標(biāo)準(zhǔn)，明確了材料選型、制造、測試及質(zhì)量控制要求。以下分核心要求、關(guān)鍵試驗(yàn)方法及檢測報(bào)告必含數(shù)據(jù)三部分說明。
一、標(biāo)準(zhǔn)核心適用范圍與總體要求
1. 適用環(huán)境界定
標(biāo)準(zhǔn)僅適用于含 H?S 的 aqueous（水基）環(huán)境，需同時(shí)滿足以下條件（環(huán)境參數(shù)需在報(bào)告中明確）：
H?S 分壓（P???）：≥0.0003 MPa（約 2.95 ppmv，25℃、101.3 kPa 條件下）；
環(huán)境溫度：≤232℃（SSC 關(guān)鍵限值，超過此溫度需額外驗(yàn)證）；
pH 值：無固定限值，但需在試驗(yàn)報(bào)告中記錄實(shí)際測試環(huán)境 pH（影響腐蝕與氫脆敏感性）。
2. 材料覆蓋范圍
適用于油氣開采、集輸、加工等環(huán)節(jié)的金屬材料，包括：
結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼、壓力容器鋼；
螺栓、螺母等緊固件；
閥門、泵體等承壓部件；
排除范圍：純奧氏體不銹鋼（除非經(jīng)特殊處理并驗(yàn)證）、鉛、鋅及鋅合金等。
3. 總體質(zhì)量要求
材料化學(xué)成分、力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等）需符合標(biāo)準(zhǔn)附錄 A/B 的限值；
制造工藝（如熱處理、焊接）需穩(wěn)定，且需在報(bào)告中說明（如回火溫度、保溫時(shí)間）；
最終產(chǎn)品需通過 SSC、HIC 等針對性試驗(yàn)驗(yàn)證。
二、關(guān)鍵試驗(yàn)方法及參數(shù)（SSC/HIC）
1. 硫化物應(yīng)力開裂試驗(yàn)（SSC）——720h
SSC 試驗(yàn)?zāi)M含 H?S 環(huán)境下材料在拉伸應(yīng)力作用下的開裂敏感性，核心依據(jù)NACE TM0177（標(biāo)準(zhǔn)指定方法），試驗(yàn)參數(shù)需與報(bào)告嚴(yán)格對應(yīng)。
| 試驗(yàn)項(xiàng)目 | 要求細(xì)節(jié) |
| 試驗(yàn)方法 | 優(yōu)先采用“四點(diǎn)彎曲法”(Method A)或“拉伸載荷法” (Method B)，按需選擇 |
| 試驗(yàn)環(huán)境 | -溶液:5% NaCl+0.5%CH:COOH(pH 2.7+0.1，25°℃ -)通氣:持續(xù)通入含 100% HzS 的氣體(氣泡速率 1-2 個(gè)/秒) |
| 應(yīng)力加載 | -四點(diǎn)彎曲法:加載應(yīng)力=80% R..2(材料規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度) -加載后立即放入試驗(yàn)溶液，保持 720h |
| 判定準(zhǔn)則 | 試驗(yàn)后試樣表面及斷面無宏觀/微觀開裂(放大100倍觀察)，即 |
2. 氫致開裂試驗(yàn)（HIC）——96h
HIC 試驗(yàn)評估材料在含 H?S 環(huán)境下因氫滲透導(dǎo)致的內(nèi)部開裂（無外部應(yīng)力），核心依據(jù)NACE TM0284，試驗(yàn)參數(shù)如下：
| 試驗(yàn)項(xiàng)目 | 要求細(xì)節(jié) |
| 試驗(yàn)方法 | 采用“浸泡法”:試樣全浸沒于試驗(yàn)溶液，96h 后檢測內(nèi)部開裂 |
| 試驗(yàn)環(huán)境 | -溶液:A 溶液(0.5% acetic acid +5% NaCl，pH 2.8±0.1)或B溶液(按實(shí)際工況定制) -通氣:100% HzS 氣體飽和(25℃，通氣 1h 后密封) |
| 試樣要求 | 板材/管材試樣尺寸:100mmx20mmx厚度(原厚度，不小于6mm)，每組至少 3 個(gè)試樣。 |
| 判定標(biāo)準(zhǔn) | 按 “開裂率” 評估： - 裂紋長度率（CLR）≤15%； - 裂紋厚度率（CTR）≤5%； - 裂紋敏感率（CSR）≤2%。 |
三、檢測報(bào)告必含數(shù)據(jù)與內(nèi)容框架
報(bào)告需滿足 “可追溯、可復(fù)現(xiàn)” 原則，除上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)外，還需包含以下核心模塊：
1. 基本信息模塊
委托方 / 檢測方名稱、報(bào)告編號、試驗(yàn)日期；
材料信息：牌號（如 API 5L X65）、爐號、批號、規(guī)格（直徑 / 厚度）、制造廠家；
試驗(yàn)依據(jù)：明確 “NACE MR0175/ISO 15156-XX”（XX 為具體部分，如 15156-1 為通用要求）。
2. 材料預(yù)處理數(shù)據(jù)
化學(xué)成分：C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo 等元素的實(shí)測值（需符合標(biāo)準(zhǔn)附錄 A 限值）；
力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度（R?）、屈服強(qiáng)度（R??.?）、伸長率（A）、硬度（如 HV10，需≤22HRC 或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值）；
熱處理工藝：淬火溫度、回火溫度、保溫時(shí)間、冷卻方式（如 “620℃回火 2h，空冷”）。
3. 試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)
環(huán)境控制記錄：SSC/HIC 試驗(yàn)的溫濕度、溶液 pH 值、通氣速率的實(shí)時(shí)監(jiān)測曲線（或每隔 12h 記錄一次數(shù)據(jù)）；
應(yīng)力加載記錄：SSC 試驗(yàn)的加載力 - 位移曲線、應(yīng)力保持穩(wěn)定性（如是否出現(xiàn)應(yīng)力松弛）；
試樣狀態(tài)記錄：試驗(yàn)前 / 后試樣的外觀照片（標(biāo)注編號、尺寸）。
4. 結(jié)果判定與結(jié)論
逐項(xiàng)比對：將 SSC 的 “開裂情況”、HIC 的 “CLR/CTR/CSR” 與標(biāo)準(zhǔn)限值對比；
綜合結(jié)論：明確材料是否符合 NACE MR0175/ISO 15156 要求（如 “該批 API 5L X65 鋼經(jīng) 720h SSC 試驗(yàn)無開裂、96h HIC 試驗(yàn) CLR=8%≤15%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求”）；
附加說明：如試驗(yàn)過程中的異常情況（如溶液泄漏、設(shè)備故障）及處理方式。
5. 溯源性文件
檢測設(shè)備校準(zhǔn)證書編號（如拉力試驗(yàn)機(jī)、pH 計(jì)、硬度計(jì)）；
試驗(yàn)人員資質(zhì)、審核 / 批準(zhǔn)人簽字；
原始記錄附件（如力學(xué)性能測試原始數(shù)據(jù)、微觀觀察原始照片）。
四、常見注意事項(xiàng)
環(huán)境參數(shù)一致性：SSC/HIC 的溶液 pH 值、H?S 通氣速率直接影響試驗(yàn)嚴(yán)酷度，需在報(bào)告中精確記錄，避免 “約”“大概” 等模糊表述；
硬度控制：材料硬度是 SSC 敏感性的關(guān)鍵指標(biāo)，報(bào)告中需注明硬度測試位置（如 “距焊縫中心 2mm 處”）及實(shí)測值；
批次代表性：試樣需從同一批次材料中隨機(jī)抽取，報(bào)告中需明確試樣與成品的對應(yīng)關(guān)系（如 “試樣取自成品管段編號 XXX”）。
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