天然氣鋼質(zhì)管道材料摻氫輸送適用性評(píng)價(jià)方法

1天然氣鋼質(zhì)管道材料摻氫輸送適用性評(píng)價(jià)方法本文件確立了天然氣鋼質(zhì)管道材料摻氫輸送適用性評(píng)價(jià)的總體原則和要求，規(guī)定了試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)條件相關(guān)要求，描述了相應(yīng)試驗(yàn)及評(píng)價(jià)方法。本文件適用于天然氣鋼質(zhì)管道摻氫輸送材料適用性評(píng)價(jià)，新建天然氣摻氫鋼質(zhì)管道材料的評(píng)價(jià)參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫GB/T16825.1-2022金屬材料靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)GB/T21143金屬材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法GB/T28896金屬材料焊接接頭準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度測(cè)定的試驗(yàn)方法GB/T345422忽氣儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)第2部分：金屬材料與氫環(huán)境相容性試驗(yàn)方法SY/T6477含缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法SY/T73182油氣輸送著特殊性能試驗(yàn)方法第2部分：?jiǎn)芜吶笨诶煸囼?yàn)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。應(yīng)力強(qiáng)度因子stressintensityfactor均勻線彈性體的彈性應(yīng)力場(chǎng)的大小，是試樣尺寸、幾何形狀、裂紋長(zhǎng)度和施加載荷的函數(shù)。失效評(píng)估圖failureassessmentdiagram一種用來(lái)評(píng)價(jià)含裂紋型缺陷結(jié)構(gòu)適用性的方法。Km高于環(huán)律682.2試驗(yàn)要求8.2.2.1試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)光滑拉伸試樣或缺口拉伸試樣尺寸進(jìn)行測(cè)量并記錄。8.2.2.2在高壓摻氫環(huán)境中試驗(yàn)應(yīng)采用恒位移速率方式加載。8.2.2.3光滑拉伸試樣標(biāo)距段的應(yīng)變速率應(yīng)不超過(guò)2×10~s1:對(duì)于缺口拉伸試樣，長(zhǎng)度為25.4mm的試樣段范圍內(nèi)應(yīng)變速率應(yīng)不超過(guò)2×10s1。8.2.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理8.2.3.1試驗(yàn)開(kāi)始后，記錄試驗(yàn)機(jī)載荷數(shù)據(jù)及引伸計(jì)數(shù)據(jù)(或試驗(yàn)機(jī)橫梁位移)。8.2.3.2試驗(yàn)過(guò)程中，記錄試驗(yàn)溫度、壓力及時(shí)間數(shù)據(jù)。8.2.3.3試驗(yàn)完成后，獲得載荷-位移曲線、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、溫度-時(shí)間曲線、壓力-時(shí)間曲線等。8.2.3.4試驗(yàn)完成后，確定抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率等參數(shù)。8.2.3.5試驗(yàn)完成后，基于斷面收縮率確定材料氫脆敏感性R。材料氫脆敏感性應(yīng)按公式(1)計(jì)算：B-(M-RA)/R4RA—氮?dú)饣蚯樾詺怏w環(huán)境材料斷面收緒率；RA—高壓摻氫環(huán)境材料斷面收縮率。若材料氫脆敏感性RA高于50%,則終止評(píng)估。8.3斷裂韌度試驗(yàn)與評(píng)價(jià)8.3.1.1宜采用疲勞預(yù)制裂紋的緊湊拉伸試樣、三點(diǎn)彎曲試樣或單邊缺口拉伸試樣。8.3.1.2用于試驗(yàn)的預(yù)制裂紋試樣應(yīng)符合GBF21143、GB/T28896或SY/T7318.2的要求。8.3.1.3預(yù)制裂紋試樣可采用如圖3所示的緊決拉伸試樣，也可采用如圖4所示的三點(diǎn)彎曲試樣或如圖5所示的單邊缺口拉伸試樣。圖3預(yù)制裂紋緊湊拉伸試樣示意圖州800千制州800千制 (3)9是1西圖7斷裂評(píng)價(jià)流程圖8.3.4.2.9如果評(píng)價(jià)未通過(guò)，則：a)試驗(yàn)及評(píng)估過(guò)程校核，b)該服役條件下材料不適用，改變服役條件或更換材料，重新評(píng)價(jià)。8.4疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)與評(píng)價(jià)8.4.1.1宜采用如圖3所示的疲勞預(yù)制裂紋的緊湊拉伸試樣。8.4.1.2用于管道材料疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)的預(yù)制裂紋試樣應(yīng)符合GBT6398的要求。8.4.1.3預(yù)制裂紋試樣壁厚宜大于工件壁厚的85%。8.4.1.4預(yù)制裂紋試樣宜開(kāi)側(cè)槽，以促進(jìn)裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展。N-EAN圖8廢勞壽命預(yù)測(cè)流程圖10風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控10.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別試驗(yàn)中主要存在以下風(fēng)險(xiǎn)：a)在高壓試驗(yàn)過(guò)程中，環(huán)境箱失效：b)試驗(yàn)過(guò)程中氫氣或摻氫氣體泄涌。c)氣體燃爆風(fēng)