Приложение Б (обязательное). Трубы, предназначенные для эксплуатации в кислых средах (S)

Приложение Б
(обязательное)

Трубы,
предназначенные для эксплуатации в кислых средах (S)

Б.1 Общие положения

Настоящее приложение устанавливает дополнительные требования к трубам, предназначенным для эксплуатации в кислых средах.

Примечание - Последствия внезапного разрушения компонентов металлических нефте- и газопроводов, вызванного воздействием газов и жидких сред, содержащих сероводород, привели к разработке стандарта [24] и в дальнейшем стандартов [25], [26], которые являются при добыче нефти и газа основой для установления требований и рекомендаций по аттестации и выбору материалов для применения в средах, содержащих влажный сероводород. Низколегированные стали, выбранные на основе стандарта [26], обладают при добыче нефти и газа стойкостью к растрескиванию в средах, содержащих сероводород, но необязательно при любых условиях эксплуатации. Различные условия эксплуатации могут потребовать проведения альтернативных испытаний, описанных в приложении В стандарта [26]. Это приложение устанавливает требования к аттестации низколегированных сталей, предназначенных для работы в сероводородных средах при лабораторных испытаниях.

Потребитель должен сам выбрать низколегированные стали, пригодные для предполагаемых условий эксплуатации.

Б.2 Дополнительная информация, предоставляемая потребителем

В заказе на поставку должно быть дополнительно указано какое из следующих положений применимо к конкретной позиции заказа:

1) химический состав для промежуточных групп или классов прочности (Б.4.1.1 и Б.4.1.2);

2) химический состав для труб в состоянии поставки N и Q толщиной стенки t > 25,0 мм (Б.4.1.1) и труб в состоянии поставки М толщиной стенки t > 35,0 мм (Б.4.1.2);

3) предельные значения химического состава [таблицы Б.1 и Б.2, сноски 3) - 6)];

4) повышенная твердость до 275 HV10 для труб толщиной стенки более 9 мм вблизи наружной поверхности валика сварного шва, зоны термического влияния (HAZ) и тела трубы (БАЗ);

5) альтернативные методы испытаний стойкости к водородному растрескиванию (HIC) и соответствующие критерии приемки (Б.4.2, Б.7.1.3);

6) микрофотографии трещин, вызванных HIC (Б.7.1.4);

7) испытание стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) при аттестации технологии производства (Б.4.4);

8) альтернативные среды, размер образца для четырехточечного изгиба, метод испытаний стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) при аттестации технологии производства и соответствующие критерии приемки (Б.4.4, Б.6.2, Б.7.2.2).

Б.3 Технология производства

Б.3.1 Должно быть применено вакуумирование или альтернативные процессы для снижения содержания газов в стали.

Б.3.2 Плавка стали должна быть обработана для получения необходимой формы включений. Процедура контроля (в т.ч. металлографического контроля) может быть согласована между изготовителем и потребителем для оценки эффективности получения необходимой формы включений.

Б.3.3 Изготовитель и потребитель должны согласовывать отдельную технологическую инструкцию по сварке (WPS) труб, предназначенных для эксплуатации в кислых средах.

Б.4 Критерии приемки

Б.4.1 Химический состав

Б.4.1.1 Для бесшовных и сварных труб толщиной стенки t 25,0 мм в состоянии поставки N и Q химический состав стандартных классов прочности указан в таблице Б.1. Химический состав труб толщиной стенки t > 25,0 мм и в состоянии поставки N и Q промежуточных групп или классов прочности должен быть согласован, но должен соответствовать требованиям, указанным для стандартных классов прочности в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Химический состав стали труб толщиной стенки труб t 25 мм в состоянии поставки N и Q

Группа или класс прочности и состояние поставки	Массовая доля элементов по анализу плавки и изделия, %, не более									Углеродный эквивалент, %, не более
	С(1)	Si	Мn(1)	Р	S(2)	V	Nb	Ti	Прочие(3), (4)
245N или МКП245N	0,14	0,40	1,35	0,020	0,003	(5)	(5)	0,04		0,36	0,19
290N или МКП290N	0,14	0,40	1,35	0,020	0,003	0,05	0,05	0,04		0,36	0,19
320N или МКП320N	0,14	0,40	1,40	0,020	0,003	0,07	0,05	0,04		0,38	0,20
360N или МКП360N	0,16	0,45	1,65	0,020	0,003	0,10	0,05	0,04		0,43	0,22
245Q или МКП245Q	0,14	0,40	1,35	0,020	0,003	0,04	0,04	0,04		0,34	0,19
290Q или МКП290Q	0,14	0,40	1,35	0,020	0,003	0,04	0,04	0,04		0,34	0,19
320Q или МКП320Q	0,15	0,45	1,40	0,020	0,003	0,05	0,05	0,04		0,36	0,20
360Q или МКП360Q	0,16	0,45	1,65	0,020	0,003	0,07	0,05	0,04		0,39	0,20
390Q или МКП 390Q	0,16	0,45	1,65	0,020	0,003	0,07	0,05	0,04		0,40	0,21
415Q или МКП 415Q	0,16	0,45	1,65	0,020	0,003	0,08	0,05	0,04	(5), (6)	0,41	0,22
450Q или МКП 450Q	0,16	0,45	1,65	0,020	0,003	0,09	0,05	0,06	(5), (6)	0,42	0,22
485Q или МКП 485Q	0,16	0,45	1,65	0,020	0,003	0,09	0,05	0,06	(5), (6), (7)	0,42	0,22(7)
(1) Для каждого уменьшения массовой доли углерода на 0,01% ниже установленной максимальной массовой доли допускается увеличение массовой доли марганца на 0,05% по сравнению с установленной максимальной массовой долей, но не более чем на 0,20%. (2) Если согласовано, массовая доля серы должна быть не более 0,008% для бесшовных труб и не более 0,006% для сварных труб, при этом может быть согласовано более низкое отношение Ca/S. (3) Массовая доля Мо 0,15%. Если согласовано, массовая доля Cu 0,10%. (4) Если не согласовано иное, то для сварных труб при намеренном добавлении Са отношение Ca/S 1,5 при массовой доле S > 0,0015%. Массовая доля Са 0,006%. (5) Если согласовано, массовая доля Мо 0,35%. (6) Если согласовано, массовая доля Сr 0,45% и Ni 0,50%. (7) должно быть не более 0,22 для сварных труб и 0,25 для бесшовных труб.

Б.4.1.2 Для сварных труб толщиной стенки t 35,0 мм в состоянии поставки М химический состав стали стандартных классов или групп прочности указан в таблице Б.2. Химический состав стали труб толщиной стенки t > 35,0 мм и промежуточных групп или классов прочности должен быть согласован, но должен соответствовать требованиям, указанным в таблице Б.2.

Таблица Б.2 - Химический состав сварных труб t 35,0 мм в состоянии поставки М

Группа или класс прочности и состояние поставки	Массовая доля элементов по анализу плавки и изделия, %, не более									Углеродный эквивалент %, не более
	С(1)	Si	Мn(1)	Р	S(2)	V	Nb	Ti	Прочие(3), (4)
245М или МКП245М	0,10	0,40	1,25	0,020	0,002	0,04	0,04	0,04		0,19
290М или МКП290М	0,10	0,40	1,35	0,020	0,002	0,04	0,04	0,04		0,19
320М или МКП320М	0,10	0,45	1,35	0,020	0,002	0,05	0,05	0,04		0,20
360М или МКП360М	0,10	0,45	1,45	0,020	0,002	0,05	0,06	0,04		0,20
390М или МКП390М	0,10	0,45	1,45	0,020	0,002	0,06	0,08	0,04		0,21
415М или МКП415М	0,10	0,45	1,45	0,020	0,002	0,08	0,08	0,06	(5)	0,21
450М или МКП450М	0,10	0,45	1,45	0,020	0,002	0,10	0,08	0,06	(5), (6)	0,22
485М или МКП485М	0,10	0,45	1,45	0,020	0,002	0,10	0,08	0,06	(5), (6)	0,22
(1) Для каждого уменьшения массовой доли углерода на 0,01% ниже установленной максимальной массовой доли допускается увеличение массовой доли марганца на 0,05% по сравнению с установленной максимальной массовой долей, но не более чем на 0,20%. (2) Если согласовано, массовая доля серы должна быть не более 0,008% для бесшовных труб и не более 0,006% для сварных труб, при этом может быть согласовано более низкое отношение Ca/S. (3) Массовая доля Мо 0,15%. Если согласовано, массовая доля Сu 0,10%. (4) Если не согласовано иное, то для сварных труб при намеренном добавлении Са отношение Ca/S 1,5 при массовой доле S > 0,0015%. Массовая доля Са 0,006%. (5) Если согласовано, массовая доля Мо 0,35%. (6) Если согласовано, массовая доля Сr 0,45%.

Б.4.2 Испытание стойкости к водородному растрескиванию (HIC)

Испытание для оценки стойкости материала к водородному растрескиванию должно соответствовать следующим критериям приемки, каждый коэффициент которых представляет собой максимальное допустимое среднее значение для трех сечений образца при испытании в растворе (среде) А (таблица В.3 стандарта [27]):

а) коэффициент чувствительности к растрескиванию CSR 2%;

б) коэффициент длины трещин CLR 15%;

в) коэффициент толщины трещин CTR 5%.

Если испытания стойкости к водородному растрескиванию (HIC) проводят в альтернативной среде (Б.7.1.3) для имитации конкретных условий эксплуатации, то могут быть согласованы альтернативные критерии приемки.

Б.4.3 Контроль твердости по толщине стенки

Твердость по толщине стенки тела трубы, сварного шва и зоны термического влияния (HAZ) не должна превышать 250 HV10.

Максимальный допустимый уровень твердости верхнего слоя сварного шва, наружной поверхности зоны термического влияния (HAZ) и основного металла может быть повышен до 275 HV10, при условии согласования с потребителем альтернативного уровня твердости верхнего слоя сварного шва, а также при условии, что толщина стенки трубы превышает 9 мм, верхний слой сварного шва непосредственно не контактирует с кислой средой и водород не удерживается, например катодной защитой.

Б.4.4 Испытание стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC)

После удаления из испытательной среды образцов, подвергаемых испытанию стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением SSC (Б.7.2.1), должно быть проведено исследование растянутой поверхности образцов под микроскопом малой мощности при увеличении . Образец считается не выдержавшим испытание, если на растянутой поверхности образцов будут обнаружены трещины или признаки разрушения и если не будет доказано, что они не являются следствием сульфидного растрескивания под напряжением.

Б.4.5 Состояние поверхности, несовершенства и дефекты

Участки повышенной твердости на поверхности сварных труб размером, превышающим 50 мм в любом направлении, должны быть классифицированы как дефекты, если их твердость по отдельным отпечаткам превышает:

а) 250 HV10 на внутренней поверхности трубы или на участке ремонта внутреннего валика сварного шва;

б) 275 HV10 на наружной поверхности трубы или на участке ремонта наружного валика сварного шва.

Трубы с такими дефектами должны быть обработаны в соответствии с Ж.3, перечисление а) или б).

Б.4.6 Внутренний грат на трубах HFW

Высота остатка внутреннего грата, выступающего над прилегающей поверхностью трубы, не должна превышать 0,3 мм + 0,05t.

Б.5 Периодичность испытаний

Периодичность дополнительных приемо-сдаточных испытаний стойкости труб к водородному растрескиванию (HIC) и дополнительных аттестационных испытаний стойкости труб к сероводородному растрескиванию под напряжением (SSC) указанна в таблице Б.3.

Таблица Б.3 - Периодичность дополнительных испытаний

Тип испытаний	Тип труб	Объем испытаний	Критерии приемки
Приемо-сдаточные испытания
Испытание стойкости к водородному растрескиванию (HIC)	SAW и HFW	1 труба от каждой из трех первых плавок или до трех последовательных плавок соответствующих требованиям, далее не более чем от каждой 10-й плавки стали	Б.4.2
Аттестационные испытания
Испытание стойкости к водородному растрескиванию (HIC)	SAW и HFW	Одно испытание (3 образца) от каждой трубы, отобранной для аттестации технологии производства(1)	Б.4.2
Испытание стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC), если согласовано	Все трубы		Б.4.4
(1) Для аттестационных испытаний технологии производства MPQT должны быть отобраны две трубы от двух различных контролируемых партий.

Если результаты испытания трубы от какой-либо 10-й плавки стали окажутся неудовлетворительными, то должны быть проведены дополнительные испытания трех труб от трех плавок из предыдущих девяти плавок или испытания трех последующих последовательных плавок. После получения удовлетворительных результатов испытаний трех последовательных плавок, периодичность испытаний может быть уменьшена до одного испытания не более чем от каждой 10-й плавки стали.

Если результаты какого-либо из испытаний трех последующих плавок окажутся неудовлетворительными, то должны быть проведены дополнительные испытания трех труб от трех плавок из предыдущих десяти плавок с наименьшим отношением Ca/S (по анализу плавки) и массовой долей серы не более 0,0015%. Если массовая доля серы в плавках более 0,0015%, должны быть испытаны плавки с наименьшим отношением Ca/S. Если все результаты испытаний окажутся удовлетворительными, все десять плавок должны быть приняты. Если хотя бы одно из испытаний окажется неудовлетворительным, должны быть проведены испытания всех десяти плавок. В дальнейшем должны проводиться испытания одной трубы от каждой плавки до получения удовлетворительных результатов испытаний от трех последовательных плавок. После получения удовлетворительных результатов испытаний трех последовательных плавок периодичность испытаний может быть уменьшена до одного испытания не более чем от каждой десятой плавки стали.

Б.6 Образцы для дополнительных испытаний

Б.6.1 Пробы и образцы для испытаний стойкости к водородному растрескиванию (HIC) должны быть отобраны и подготовлены в соответствии со стандартом [27].

Б.6.2 Для испытания стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) от каждой трубы, предназначенной для аттестации технологии производства, должна быть отобрана одна продольная проба, из каждой пробы должно быть изготовлено по три образца для четырехточечного изгиба в соответствии со стандартами [28] или [29].

Если не согласовано иное, то образец для четырехточечного изгиба должен иметь следующие размеры: длину не менее 115 мм, ширину 15 мм и толщину 5 мм, при испытании сварных труб продольный или спиральный шов должны быть расположены посередине образца. Допускается перед изготовлением образцов выпрямление пробы со стороны внутренней поверхности трубы.

Б.7 Методы дополнительных испытаний

Б.7.1 Испытание стойкости к водородному растрескиванию (HIC)

Б.7.1.1 Испытания стойкости к водородному растрескиванию (HIC) проводят в соответствии со стандартом [27].

Б.7.1.2 За исключением предусмотренного в Б.7.1.3, испытания должны быть проведены в среде, соответствующей раствору А стандарта [27].

Б.7.1.3 Если согласовано, испытание может быть проведено:

а) в альтернативной среде (таблица В.3 стандарта [26],), включая раствор В стандарта [27];

б) при парциальном давлении сероводорода , соответствующем предполагаемой области применения;

в) по критериям приемки, равным или превышающим критерии, установленные в Б.4.2.

Б.7.1.4 В протоколе испытания должны быть указаны значения коэффициента чувствительности к растрескиванию, коэффициента длины трещин и коэффициента толщины трещин. Если согласовано, к протоколу должны быть приложены фотографии трещин.

Б.7.2 Испытание стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC)

Б.7.2.1 За исключением предусмотренного в Б.7.2.2, испытания должны быть проведены в растворе А в соответствии со стандартом [30].

Испытанию подвергают образец для четырехточечного изгиба, соответствующий стандартам [28] или [29], продолжительность испытания должна составлять 720 ч.

За исключением предусмотренного в Б.7.2.2, испытательное напряжение должно составлять не менее 72% установленного минимального предела текучести трубы.

Примечание - Применение при испытании стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) напряжения, равного 72% установленного минимального предела текучести, не следует рассматривать как свидетельство того, что металл предварительно аттестован для всех условий эксплуатации в кислых средах. Предварительная аттестация материалов - по стандарту [26].

Б.7.2.2 Если согласовано, допускается проводить испытание стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) по альтернативному методу, в альтернативной среде (включая парциальное давление сероводорода, соответствующее предполагаемой области применения) и по другим критериям приемки (таблица В.1 стандарта [31]). При проведении таких испытаний вместе с результатами в протоколе должны быть указаны полные сведения об испытательной среде и условиях испытания.

Б.8 Маркировка труб

В дополнение к требованиям по маркировке, указанным в 11.1, после обозначения группы или класса прочности должна следовать буква S, указывающая на то, что трубы предназначены для эксплуатации в кислой среде и к ним применимы требования настоящего приложения.