天然气钢质管道材料掺氢输送适用性评价方法

1天然气钢质管道材料掺氢输送适用性评价方法本文件确立了天然气钢质管道材料掺氢输送适用性评价的总体原则和要求，规定了试验装置和试验条件相关要求，描述了相应试验及评价方法。本文件适用于天然气钢质管道掺氢输送材料适用性评价，新建天然气掺氢钢质管道材料的评价参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T3634.2氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢GB/T16825.1-2022金属材料静力单轴试验机的检验与校准第1部分：拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准GB/T21143金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法GB/T28896金属材料焊接接头准静态断裂韧度测定的试验方法GB/T345422忽气储存输送系统第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法SY/T6477含缺陷油气管道剩余强度评价方法SY/T73182油气输送着特殊性能试验方法第2部分：单边缺口拉伸试验3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。应力强度因子stressintensityfactor均匀线弹性体的弹性应力场的大小，是试样尺寸、几何形状、裂纹长度和施加载荷的函数。失效评估图failureassessmentdiagram一种用来评价含裂纹型缺陷结构适用性的方法。Km高于环律682.2试验要求8.2.2.1试验前应对光滑拉伸试样或缺口拉伸试样尺寸进行测量并记录。8.2.2.2在高压掺氢环境中试验应采用恒位移速率方式加载。8.2.2.3光滑拉伸试样标距段的应变速率应不超过2×10~s¹:对于缺口拉伸试样，长度为25.4mm的试样段范围内应变速率应不超过2×10s¹。8.2.3试验数据记录与处理8.2.3.1试验开始后，记录试验机载荷数据及引伸计数据(或试验机横梁位移)。8.2.3.2试验过程中，记录试验温度、压力及时间数据。8.2.3.3试验完成后，获得载荷-位移曲线、应力-应变曲线、温度-时间曲线、压力-时间曲线等。8.2.3.4试验完成后，确定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率等参数。8.2.3.5试验完成后，基于断面收缩率确定材料氢脆敏感性R。材料氢脆敏感性应按公式(1)计算：B-(M-RA)/R4RA—氮气或情性气体环境材料断面收绪率；RA—高压掺氢环境材料断面收缩率。若材料氢脆敏感性RA高于50%,则终止评估。8.3断裂韧度试验与评价8.3.1.1宜采用疲劳预制裂纹的紧凑拉伸试样、三点弯曲试样或单边缺口拉伸试样。8.3.1.2用于试验的预制裂纹试样应符合GBF21143、GB/T28896或SY/T7318.2的要求。8.3.1.3预制裂纹试样可采用如图3所示的紧决拉伸试样，也可采用如图4所示的三点弯曲试样或如图5所示的单边缺口拉伸试样。图3预制裂纹紧凑拉伸试样示意图州800千制州800千制 (3)9是1西图7断裂评价流程图8.3.4.2.9如果评价未通过，则：a)试验及评估过程校核，b)该服役条件下材料不适用，改变服役条件或更换材料，重新评价。8.4疲劳裂纹扩展试验与评价8.4.1.1宜采用如图3所示的疲劳预制裂纹的紧凑拉伸试样。8.4.1.2用于管道材料疲劳裂纹扩展试验的预制裂纹试样应符合GBT6398的要求。8.4.1.3预制裂纹试样壁厚宜大于工件壁厚的85%。8.4.1.4预制裂纹试样宜开侧槽，以促进裂纹稳定扩展。N-EAN图8废劳寿命预测流程图10风险识别与防控10.1风险识别试验中主要存在以下风险：a)在高压试验过程中，环境箱失效：b)试验过程中氢气或掺氢气体泄涌。c)气体燃爆风