关于湿硫化氢环境下Q345R材料的使用问题

关于Q345R是否适用于湿硫化氢环境，长期以来存在很大的争议，我个人最近一直从事湿硫化氢环境下油气田地面工程的设计工作，结合工作经验，我把我的个人看法发出来，供大家讨论。
1，Q345R到底是否可以用于湿硫化氢环境抗SSC？
我个人的意见是可以,原因如下：
a 根据NACE 0175-2 附录A 条款A.2.2.2，压力容器用钢采用 ASME规范下 P No.1 1组1和1组2的材料是可以被接受的，众所周知，Q345R已经列入ASME的材料库中，其分组为 P No.1 1组2，所以基于此原因，我个人认为从NACE0175标准的角度看，Q345R是可用的，这是其一。
b SH3075中7.5条规定材料标准规定的屈服强度不大于355MPa，请特别注意 这里的是 材料标准规定的屈服强度，而不是材料的实测屈服强度，这完全是2个截然不同的概念。很多人经常拿355MPa这个值去评价Q345R，我个人认为是不合理的，恰恰相反的是Q345R的标准规定的屈服强度为345MPa，所以从我国标准的角度看，Q345R也是可用的，这是其二。
c 在荷兰壳牌石油公司的规格书 30.10.02.17_Spec_2013-02_A00-WET H2S REQUIREMENTS FOR DOWNSTREAM PRESSURE VESSELS AND PIPING 中 明确规定我国标准中的Q345R可以用于湿硫化氢环境，境外工程公司通常非常注意系统的安全性，我相信他们将Q345R列在许可名单中是经过反复推敲而不是脑袋一热就拍进去的，这是其三。
2，Q345R中Mn含量过高的影响
根据GB713，Q345R的Mn含量为1.2-1.7，而SH3075中7.6.2条要求的Mn含量上限不得超过1.35. 所以很多人会认为Q345R的Mn含量上限值过高，也不适用于湿硫化氢环境。
实际上为什么要控制Mn含量？这是因为Mn会和S在钢中生成MnS杂质，这种杂质在轧制的过程中，极易被拉长，形成偏析。这些偏析就为氢分子的聚集提供了一个陷阱。当氢分子的聚集超过一定程度时，氢鼓泡HB和氢致裂纹HIC即产生。同时压力容器由于存在拉应力的缘故，这些裂纹极易在应力的作用下形成应力导向氢致裂纹，即SOHIC。
所以控制Mn含量的目的 我个人认为主要是控制HIC ,HB 和SOHIC。
3，材料的抗SSC性能与什么有关？
根据NACE0175标准，我个人认为核心因素是控制母材，焊缝及热影响区的硬度值。硬度值便于测量，且与抗拉强度等材料的力学性能存在一定的换算关系，硬度越高，抗拉强度越大，材料的塑性越差。塑性差意味着更容易产生裂纹，形成孕育SSC裂纹的裂纹源。




以上是我的个人一些看法，欢迎海友进行讨论。


此外相关部门应该对Q245R和Q345R在湿硫化氢环境下的使用情况做一些调查，并形成一个可以发布的报告，这样让使用人员对这些材料的使用情况有一个了解。

学习了

学习了

http://bbs.hcbbs.com/thread-842892-1-1.html

xlxuiin 发表于 2017-2-6 11:21
http://bbs.hcbbs.com/thread-842892-1-1.html

那个帖子我看过 对里头的一些看法保留意见，感觉没有解释到位 只是单纯的搬个标准

你的个人意见在你的实际工程设计中有应用吗？
相关帖子讨论反应出“标准没有明确禁止，实际工程就不采用”的现象，这也许就是理论与实际的距离吧！

xlxuiin 发表于 2017-2-6 15:14
你的个人意见在你的实际工程设计中有应用吗？
相关帖子讨论反应出“标准没有明确禁止，实际工程就不采用” ...

中石油西南分公司曾经将Q345R应用在分子筛塔中，这还是存在疲劳载荷的设备，风险系数更高。

maopian001 发表于 2017-2-6 15:29
中石油西南分公司曾经将Q345R应用在分子筛塔中，这还是存在疲劳载荷的设备，风险系数更高。

可以多收集此类工程实例，就更有说服力！
毕竟每个设计院都有自己的经验依托和设计规定，这很难统一，除非标准规范明确规定。

我们用过。但是H2S含量比较低的环境。

xlxuiin 发表于 2017-2-7 08:13
可以多收集此类工程实例，就更有说服力！
毕竟每个设计院都有自己的经验依托和设计规定，这很难统一，除 ...

标准规范允许Q345R使用，只是人为的把标准规定的屈服强度理解成 实测屈服强度，所以导致Q345R无法使用 ，这事真不能怪标准了

maopian001 发表于 2017-2-7 08:25
标准规范允许Q345R使用，只是人为的把标准规定的屈服强度理解成 实测屈服强度，所以导致Q345R无法使用 ， ...

针对此问题，你可以向容标委咨询，要个权威解释。
这是个普遍现象，应该不是个别人“误读”，只是在执行标准时“走下限”罢了吧。

应力腐蚀环境下的碳钢和低合金钢的选择，尽量选强度低的材料为好。考虑到材料和制造过程的质量控制（尤其是焊接和热处理），Q345的热处理后的实测硬度往往较高。

taozb 发表于 2017-2-7 08:57
应力腐蚀环境下的碳钢和低合金钢的选择，尽量选强度低的材料为好。考虑到材料和制造过程的质量控制（尤其是 ...

作为湿硫化氢环境使用下的压力容器，焊评需要进行焊缝和热影响区的硬度评定 ，并满足NACE0175的标准以后才能使用，焊后热处理以后，还需要对表面的硬度进行测验， 我认为硬度是符合标准的
所以根据你的经验，Q345R的热处理后的实测硬度一般是多少？你们焊评做的硬度是多少？

xlxuiin 发表于 2017-2-7 08:45
针对此问题，你可以向容标委咨询，要个权威解释。
这是个普遍现象，应该不是个别人“误读”，只是在执 ...

首先，编委会不是容标委，其次，即使是容标委，也不会给一个是或不是的答复，因为这玩意 他们自己心里都不是很有谱，万一回复错了 ，出了问题，赖到他们头上怎么办

maopian001 发表于 2017-2-7 09:00
作为湿硫化氢环境使用下的压力容器，焊评需要进行焊缝和热影响区的硬度评定 ，并满足NACE0175的标准以后 ...

从设计角度讲，出于目前的行业制造质量考虑，还是选Q245比较合适，个人觉得现在很多制造单位质量控制不好，尤其是热处理的质量控制，很难说。

taozb 发表于 2017-2-7 09:05
从设计角度讲，出于目前的行业制造质量考虑，还是选Q245比较合适，个人觉得现在很多制造单位质量控制不好 ...

你说的这种情况确实存在，但是如果质量控制不好的单位，对Q245R的焊接就一定能把控好么？我持怀疑态度

所以我觉得应该放在一个正常操作的前提下会比较合理吧？

而且我们做过对比，同样的工况下采用Q245R和Q345R重量上能差20%左右，对于单体设备来说，可能没有太大影响，但是对于一套装置来说，成本就非常可观了。
这不是说我企业有钱， 我抗的住，我就用Q245R了，如果全都这么执行，一年得浪费多少吨材料，这些材料生产也得产生环境污染， 尤其现在雾mai这么严重，抛开经济性，从环保性上也不合理啊

maopian001 发表于 2017-2-7 09:12
你说的这种情况确实存在，但是如果质量控制不好的单位，对Q245R的焊接就一定能把控好么？我持怀疑态度

...

这当然是一个综合考虑的问题，作为设计者来讲，符合标准规范要求、经济合理、安全可靠是前提。但从业主方考虑，需要从设计、制造、使用各方面综合考虑。

我以前的行当就是你说的湿H2S环境，用的Q235B，用了很多年了，鸟事没有！

juniger 发表于 2017-2-7 11:31
我以前的行当就是你说的湿H2S环境，用的Q235B，用了很多年了，鸟事没有！

你说的开裂应该是广义上的开裂吧 就是没漏 还能用。
但是金属的内部检查情况应该不太乐观吧？
此外Q235B应该用的压力比较很低 或者干脆就是常压设备，没有拉应力，哪来的SSC腐蚀开裂呢？

材料方面我不太懂。不过我看标准SHT 3129中有一句话：湿硫化氢环境，如果腐蚀严重可采用抗HIC钢，结合帖子第2条的分析，是不是说明最好还是用更合适的材料