标准规范下载简介

GBT 20801.2-2020 压力管道规范 工业管道 第2部分：材料.pdf

表C.1典型金属材料的蠕变阈值温度

C.3.2475C脆化

敏感，应在有限条件下控制使用，并采取相应的防护措施！

DB11_T1980-2022市域郊轨道交通设计规范.pdf.5碳钢、碳锰钢和合金

C.5.1 碱脆(Caustic Embrittlement

C.5.1.1输送中高浓度NaOH或其他强碱性流体的碳钢管道将产生应力腐蚀破裂（晶间裂纹），俗称 “碱脆”，碱脆随碱液浓度和温度提高而加剧 C.5.1.2温度<46℃，一般不会发生碱脆；46℃～82℃，随NaOH质量分数升高而加剧；>82℃时，仅 当NaOH浓度≤5%时才不发生碱脆，但易发生碱液蒸发浓缩，故而仍存在碱脆的风险。 C.5.1.3碱脆经常出现在未作消除应力热处理的焊缝附近，因此620℃以上的PWHT和防止过热可 相应扩大碳钢在碱液中的适用范围

C.5.2碱性应力腐蚀破裂（AlkalineStressCorrosionCracking，ASCC)

.5.4软化（珠光体球化

的重要因系。退欠获态相对优于N十1 或Q；硅镇 静的粗晶粒钢相对优于铝镇静的细晶粒钢。 C.5.4.3虽然珠光体球化致使材料高温强度下降，但伴随塑性的提高，即使在应力集中部位也允许有 更大的应变。除高应力水平的应力集中区或伴随其他材料失效风险，仅由于珠光体球化而导致压力设 备更换维修的案例甚为见

C.5.5.1碳钢及铬含量不大于3%的铬钼合金钢使用温度177℃以上，且氢分压不低于0.345MPa时， 有可能发生高温高压氢侵蚀，又称为“热氢侵蚀”，以区别于常见的氢脆、氢白点、氢致裂纹等在常温或相 对较低温度下产生的氢损伤

C.5.5.1碳钢及铬含量不大于3%的铬钼合金钢使用温度177℃以上，且氢分压不低于0.345MPa时， 有可能发生高温高压氢侵蚀，又称为“热氢侵蚀”，以区别于常见的氢脆、氢白点、氢致裂纹等在常温或相 对较低温度下产生的氢损伤。 C.5.5.2随着温度及氢分压的提高，原子氢与钢中的碳反应而生成甲烷，从而在材料表面形成脱碳层； 而在钢材内部反应生成的甲烷集聚在晶界或钢材内部的缺陷（如夹杂物）无法扩散逸出而形成很高压 力，致使钢材内部脱碳、微裂直至破裂。晶界或夹杂处集聚的高压若接近材料表面则可产生氢鼓泡。 C.5.5.3表面脱碳层较薄，对材料整体的强度和延性影响甚小，工程上可忽略；但内部脱碳及裂纹将导 致临氢压力设备发生灾难性事故。较高温度但较低氢分压，高温氢侵蚀的损伤模式为表面脱碳（见 Nelson曲线的虚线）；而较低温度但较高氢分压，高温氢侵蚀的损伤模式为内部脱碳及裂纹（见Nelson 曲线的实线）；高温加高压，则两种损伤模式都可能存在，尤以后者为甚。由此可见影响高温氢侵蚀最重 要的因素是温度，其次是氢分压。 C.5.5.4铬、钼合金元素的加入是工程中应对高温氢侵蚀的常见有效措施，并由此根据长期经验绘制 成Nelson曲线，制定了APIRP941并不断根据案例部***修订。 a）含铬量大于或等于5%的铬钼合金钢以及不锈钢，从目前工程实例而言，对高温氢侵蚀是免疫 的。奥氏体不锈钢常用于内壁堆焊、复合或衬里用于抵御高温硫或其他介质的腐蚀。 b 奥氏体不锈钢的氢溶解度比铁素体钢大一个数量级，氢的扩散速度要低两个数量级，因此可 降低复合材料中基层材料的氢分压。 C.5.5.5 根据Nelson曲线**选材时应注意如下事项： a 留有20℃以上安全裕量，切不可超温，防止过热；采用内部隔热衬里可降低基层材料温度时 应防止隔热衬里的完整性破损而引起过热热点； b）Nelson曲线是基于材料良好的热处理状态，以保证其金相组织及碳化物稳定性，而焊接热影 响区及5%以上冷变形将改变金相组织及碳化物形态和稳定性，导致其抗氢性能的下降。近 年来多次碳钢、O.5Mo钢临氢设备在低于但接近Nelson曲线的安全区域发生高温氢侵蚀的重 大事故，究其原因都归于焊后未作PWHT或冷变形。因此碳钢及铬钼合金钢临氢设备，如换 热器管子与管板，焊后均应作PWHT，否则还应将Nelson曲线留有50℃以上安全裕量，如 图C.1所示

接接头的板材表面 三撕裂，如安放式接管与 主管、凸形封头与裙座、管板、平封头 夹杂邻近焊接热影响区，由焊接过程的充 梯状开裂HOHIC

接接头的板材表面时，在焊接热应力和/或乙向（厚度方向）载荷的作用下而发生撕裂，如安放式接管与 主管、凸形封头与裙座、管板、平封头与壳体、管子的焊接；或当夹杂邻近焊接热影响区，由焊接过程的充 氢扩散和焊接热应力的共同作用下发生类似硫化氢SCC中的氢致阶梯状开裂HOHIC。 C.5.7.2层状撕裂的对策： a 待焊部位UT探伤，排除可能的夹杂： b 改变T型角接为L型角接或对接，如安放式接管改为插人式接管； 降低钢材含硫量，片状MnS夹杂将导致钢板Z向（厚度方向）拉伸性能，尤其是断面收缩率大 幅下降。Z向断面收缩率与含硫量的关系大致为Z15（含硫量≤0.010）、Z25（含硫量≤0.007）、 Z35（含硫量≤0.005）。因此根据具体工况，选用相应Z向（厚度方向）性能厚板就成为海上平 台之类厚板焊接钢结构的惯例

C.5.7.2层状撕裂的对策

C.5.8高温硫化物腐蚀

C.5.9铬钼合金钢的回火脆性与再热裂纹

a）母材及焊缝的X系数≤15×10 、含恢单≤0.15%0 b）采用低氢焊材（H8）、焊接区域PWHT后HV1。≤235或HB≤225； c）水压试验温度不低于15℃。 C.5.9.6材料的回火脆性可通过620℃的回火热处理来恢复韧性，但并不能对再次发生回火脆性免

.5.10.1由于碳钢、低合金钢为体心立方晶格，氢在钢中的溶解度比面心立方晶格的奥氏体钢或镍合 金要低得多，而且其在相变冷却过程中过饱和的氢大量*出，在晶格畸变、组织应力高或缺陷、空穴处的 集聚致使碳钢、低合金钢成为氢脆和氢致开裂的敏感金属。 C.5.10.2氢的来源有下列三大渠道： a）材料冶炼、锻造、焊接过程中*人，而其后快速冷却到常温过程中来不及逸出，而导致脆裂或韧 性大幅下降，如氢白点、焊接延迟裂纹（冷裂纹）。 b 材料电化学腐蚀过程中阴极产生的氢原子渗人金属，而导致的氢致裂纹HSC。除上述H2S 导致的SSC、HIC外，高浓度的氢氟酸与碳钢、低合金钢腐蚀反应生成的原子氢渗入钢中也将 产生与酸性H,S溶液类同的SCC和HIC。此外，钢材的过酸洗和阴极保护中过电位也可能 导致阴极充氢而引发的氢脆， c）氢对金属材料的渗透率随氢分压的提高而加大，除上述高温高压氢侵蚀外，在常温或较低温度 下，随着氢分压的提高也将导致高强钢或钢的淬硬组织处产生氢脆。如气体工业将常温氢分 压≥1.0MPa的压力设备列人应考虑采取防范氢脆的工程措施；ASME已制定B31.12氢管道 和管线规范，专门应对高压下常温与低温的氢脆 C.5.10.3控制氢脆和氢致开裂的对策如下： a 采用真空脱气或采用低氢焊材，降低钢中含氢量。由于氢在温度升高时，氢在钢中的渗透率大 大提高，因此缓冷、脱氢处理也将大大缓解氢脆风险。总之从氢的供给侧采取釜底抽薪的方式 控制氢脆风险。 b） 控制材料强度、硬度、冷变形、PWHT、板材的含硫量（HIC）等从材料及应力（包括内应力、残 余应力）侧控制氢脆风险

C.6奥氏体不锈钢和镍基合金

C.6.1奥氏体不锈钢和镍基合金的冶金特征

奥氏体不锈钢是压力设备用材中仅次于碳钢、碳锰钢的第二大户，选择奥氏体不锈钢的理由大致有两个： 首先是一钢多用，洁净美观、耐蚀、高温（800℃～1000℃）、超低温（一253℃），此外良好机械强度、塑性、韧性 和加工焊接性能。正确使用奥氏体不锈钢，规避其常见的潜在风险，应了解下列各项基本冶金特征 a）300系列奥氏体不锈钢的耐蚀性主要来自其铬含量及其表面只有2nm的氧化铬钝化膜完整 性、自钝化和修复能力；而Ni的作用主要在于形成奥氏体组织及由此带来的塑性韧性和加工 焊接性能。一切有损于钝化膜完整性的因素都将对其耐蚀性带来颠覆性的后果，因此保证钝 化膜完整性是应对不锈钢一切腐蚀问题的基础。 D 不锈钢的不锈是相对碳钢而言，在氧化性介质中有良好的耐蚀性，而300系列奥氏体不锈钢对 还原性介质、强氧化性介质、氧化还原性介质、卤式盐以及抗SCC的能力十分有限；高性能奥 氏体不锈钢、双相不锈钢以及Inco、哈氏等镍基耐蚀合金的选用正好填补这方面的空白， C 奥氏体不锈钢的组织特征，如铬当量、镍当量、Schaeffler图、Delong图、FN数、PRE点蚀指 数、A262晶蚀试验B法、C法、E法、G48A点蚀试验和点蚀临界温度，都对分*和应对不锈钢 和镍基耐蚀合金各种失效风险至关重要。

GB/T20801.22020

1）温度升高，氧在介质中的溶解度反而下降，降低了NaC1的点蚀倾向； 2） 温度升高导致腐蚀速度以及氯离子浓缩概率大大提高，由点蚀诱发CLSCC的概率也随 之提高。 e 点蚀通常与介质滞留、蒸发、浓缩有关；反之，提高流速、避免缝隙、结垢、沉积、气液两相交替和 滞液区，也可大大降低点蚀风险。 C.6.3.3通常用点蚀指数PRE来衡量奥氏体不锈钢、双相不锈钢的相对耐点蚀、缝隙腐蚀和SCC的 能力：

PRE=Cr+3.3Mo+1.65W+16N

常用奥氏体不锈钢、双相不锈钢的点蚀指数PRE如表C.2所示。经验表明，耐海水点蚀用奥氏体 不锈钢、双相不锈钢的点蚀指数PRE应不低于32。

氯离子质量分数、温度对304L的CLSCC的影口

注：表列氯离子浓度、pH和温度为整个服役期间（包括水压、使用、维修)可能存在的最高质量分数和温

b）下列情况将提高表C.3的CLSCC风险等级： 1）材料敏化； 2） 表面质量差（钝化膜完整性、酸洗钝化、污染、氧化色、机械损伤等）； 3） 铁离子污染； 4） 材料纯净度差； 5) 冷作变形或易切削级不锈钢； 6) 已存在点蚀或锈斑； 7) 存在缝隙、未焊透之类结构缺陷； 8） 频繁开停车或温度波动。 C.6.4.3 氯化物应力腐蚀破裂的对策如下： a) 规避C.6.4.2不利因素，降低CLSCC风险等级； b) 非金属涂层或热喷铝，包裹铝箔应对外壁CUI； c 采用点蚀指数（PRE)更高的材料或图C.5所示对CLSCC免疫的材料； d) 缓蚀剂或阴极保护； 在未彻底清除氯化物应力腐蚀破裂区域前，不能采取焊补措施

1）稳定化不锈钢并在固溶后加作稳定化处理，以减少在敏化温度长时间停留后的碳 铬*出；

C.6.6.1焊接热裂纹具有如下特征

C.6.6.3焊接热裂纹对策如下

C.6.7应力松弛裂纹（StressRelaxationCracking，SRC)

6.7.1应力松弛裂纹文称为再热裂纹，是含有稳定化元素（如、钛)的奥氏体不锈钢和镍基合金 在高温（550℃～750℃）使用或焊后在该温度区间停留后（如热处理或热加工的升温过程），在灿 余应力峰值区域发生开裂的现象。裂纹大多位于焊接热影响区的粗晶区，呈晶间开裂状。裂纹有 也可能位于焊缝金属以及母材的冷变形区

6.8.2 常见的LME现象有下列两种： a 不锈钢的热加工或焊接热影响区表面，由于低熔点金属细末的污染，其残留的粉未在热加工或 焊接热量下熔化而对不锈钢的晶间侵入所致。典型的低熔点金属有锌、铜、铅、锡、汞；来源于 加工环境、机具、切割砂轮、回丝、针焊料、表面擦痕或标记颜料、墨水等。少量的残留粉末未，焊 后PT检查热影响区就可检出微裂纹。破裂断口的光谱分*可见低熔点金属痕迹。表面浅层 的LME，打磨清除即可。 b） 含铜量较高的不锈钢，如316Cu、904L的大截面锻件的锻造过程中，高温加热致使表面氧化后 富集的铜在高温熔化后渗人晶界而产生裂绞，文称为铜脆

C.6.9 G 相脆化

GB/T20801.22020

C.7铜合金的氨裂和脱锌(脱合金）

铜合金的氨裂和脱锌（月

C.7.1铜合金的氨裂

C.7.2铜合金的脱锌（脱合金）

铜合金的脱锌有如下特征： 表C.4所列的铜合金和环境组合易发生脱合金现象，所谓脱合金就是铜合金中某一合金元素 在特定的介质中发生的选择性腐蚀现象，合金中某一合金元素（或组织)优先快速被腐蚀，而残 留的合金呈多孔状而失效，其中以黄铜的脱锌最为多见，故文称为脱锌。 b 铜合金增加某种合金元素可以提高耐脱合金的性能，锡可以提高铜合金的耐脱合金性能；加 人非常少量的磷、锑、砷可以提高海军黄铜的耐蚀性能；铝青铜的脱铝可以通过热处理产生α 和β微观组织来防护

表C.4发生脱合金的铜合金和环境组合

C.8微生物腐蚀（MicrobiologialyInduced Corro

C.8.1微生物腐蚀的机理

微生物腐蚀是由微生物代谢作用而导致在大多数金属材料（包括碳钢、不锈钢、镍基合金）表面产生 以于点蚀的杯状腐蚀现象。各种未经消毒的水，如给水、冷却水、消防水、海水都含有大量的细菌、 真菌，在滞留及流速缓慢的情况下，获得各种无机物（硫、氨、硫化氢等）、有机物（碳氢化合物和有机

包括泄漏的介质、结垢或腐蚀产物的营养而大量繁殖代谢，在其附着的金属表面下产生严重的孔蚀。

C.8.2微生物腐蚀的防护措施

应结合具体情况选择如下防护措施： a）采用加氯、溴、臭氧、紫外线等消毒措施，杀灭微生物； b） 清除滞留的积水、提高流速、消除滞流死角； C）： 表面涂层、包裹或阴极保护，如埋地管道及储罐底板：

GB Z42023.2-2022工业自动化设备和系统可靠性 第2部分：系统可靠性.pdfC.9绝热层下腐蚀（CorrisionUnderInsulatior

C.9.1绝热层下腐蚀的机理

绝热层下腐蚀（CUI)是压力容器或管道在绝热层下，由于水或蒸气的渗入、结露以及在外表某些局 部区域集聚、蒸发及浓缩而造成的局部电化学腐蚀。碳钢、合金钢以及奥氏体不锈钢、双相不锈钢都会 发生CUI，但两者的腐蚀机理及其形态不同。前者是相当充气水（饱和氧）对钢的氧化腐蚀，生成氧化 铁的锈蚀层；而后者大多与氯离子的浓缩而引起的点蚀和应力腐蚀破裂有关

影响绝热层下腐蚀的温度并非一定是正常工作温度或设计温度，还可能是实际影响腐蚀速率的金 高温度及其温度波动或温差。因为，温度波动、温差或开停车将促使金属外表的冷凝、蒸发、干湿交替， 人而提高腐蚀速率。常用金属材料的绝缘层下腐蚀呈现如下规律： a）碳钢、合金钢发生CUI的温度范围为一12℃～175℃，由于为氧化性腐蚀，腐蚀速率随温度提 高而加速，由于低温端通常不需设置绝热层，而高温端大多因渗入的水快速蒸发而干燥，丧失 了电化学腐蚀环境，因此，碳钢、合金钢发生CUI的敏感区为75℃～110℃。 b 奥氏体不锈钢、双相不锈钢发生CUI的温度范围为60℃～205℃，同样腐蚀速率随温度提高 而加速，因为温度升高促使水的蒸发和氯离子浓缩，并使腐蚀形态由点蚀转变为腐蚀速率更 快的SCC应力腐蚀开裂，高温端也因渗入的水快速蒸发，从而丧失了电化学腐蚀环境，因此， 奥氏体不锈钢发生CUI的敏感区为60℃～175℃；双相不锈钢相对300系列的奥氏体不锈钢 有较高的PRE点蚀指数和双相抗SCC应力腐蚀开裂组织，所以发生CUI的概率相对要低 些，但在严酷环境下也未能免疫

解决CUI的途径主要有三个： a） 消除C.9.2所列人的水的来源及结构泄漏破损部位； b）选择更换吸潮率低、氯离子含量低或有抑制腐蚀功能的绝热层材料； c）表面涂料、热喷铝或采用铝箔包裹的保护措施

解决CUI的途径主要有三个： a）消除C.9.2所列人的水的来源及结构泄漏破损部位； b）选择更换吸潮率低、氯离子含量低或有抑制腐蚀功能的绝热层材料； c）表面涂料、热喷铝或采用铝箔包裹的保护措施

我国与国外材料标准及牌号对照表见表D.1

附录D （资料性附录） 我国与国外材料标准及牌号对照表

CECS 169：2015 烟雾灭火系统技术规程表D.1我国与国外材料标准及牌号对照表