ICS 75.180.01 GB CCSE 10 中华人民共和国国家标准 GB/T 20972.2—2025 代替GB/T20972.2—2008 石油天然气工业 油气开采中用于含硫 化氢环境的材料 第2部分：抗开裂碳钢、 低合金钢和铸铁 Petroleum and natural gas industries-Materials for use in H,S-containing environments in oil and gas production- Part 2:Cracking-resistant carbon and low alloy steels,and the use of cast irons (IS015156-2:2020,MOD) 2025-01-24发布 2025-08-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 20972.2—2025 目 次 前言 III 引言 范围 1 规范性引用文件 2 术语和定义 缩略语 5 通则 影响抗开裂性能的因素 7 抗SSC、SOHIC和SZC碳钢和低合金钢的评价和选择 碳钢和低合金钢抗HIC和SWC的评价 8 采购信息 9 11 10标记 12 附录A（资料性） 本文件与ISO15156-2：2020相比的结构调整 附录B（资料性） 本文件与ISO15156-2：2020相比的技术差异及其原因 14 附录C（规范性） 抗SSC碳钢、低合金钢和铸铁的使用要求和建议 16 附录D（规范性） 用于硫化氢环境的碳钢和低合金钢的实验室试验评定 附录E（资料性） 硫化氢分压的确定， 29 附录F（资料性） 确定原位pH的推荐方法 32 附录G（资料性） 材料采购建议提供的信息 37 参考文献 39 GB/T 20972.2—2025 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T20972《石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料》的第2部分 GB/T20972已经发布了以下部分： 一第1部分：选择抗裂纹材料的一般原则； 一第2部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁； 一第3部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金。 本文件代替GB/T20972.2一2008《石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第2 部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》，与GB/T20972.2一2008相比，除结构调整和编辑性改动外，主要 技术变化如下： a) 更改了范围（见第1章，2008年版的第1章）； b) 更改了硫化氢分压大于1MPa时使用方法1的条款（见7.2.1，2008年版的7.1)； 更改了对未列在附录C中材料进行酸性环境服役评定的条款（见7.2.2.1，2008年版的 7.2.1.1); d) 更改了碳钢和低合金钢焊后热处理的免除条件（见C.2.1.4，2008年版的A.2.1.4)； e) 增加了热处理对覆盖层影响评价的条款（见C.2.1.5）； f) 更改了适用的国家标准产品（见表C.2，2008年版的表A.2和附录F）； 更改了套管和油管材料C110，将C95更名为R95（见表C.3，2008年版的表A.3)； h) 更改了控制钻井环境的pH值要求（见C.2.3.2.3，2008年版的A.2.3.2.3） i) 更改了四点弯曲试验标准及评价标准（见D.3，2008年版的B.3）； 更改了HIC试验的验收准则（见D.5，2008年版的B.5）； 本文件修改采用ISO15156-2：2020《石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第 2部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》。 本文件与ISO15156-2：2020相比，在结构上有较多调整。两个文件之间的结构变化对照一览表见 附录A。 本文件与ISO15156-2：2020相比，存在较多技术差异，在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂 直单线（I）进行了标示。这些技术差异及其原因一览表见附录B。 本文件做了下列编辑性改动： 删除了ISO15156-2:2020中7.3.2的注； 删除了ISO15156-2：2020中7.3.3.2的注； -删除了ISO15156-2：2020中第8章的注1； 增加了附录A、附录B； 删除了ISO15156-2：2020中B.1的注； 更改了ISO15156-2:2020中B.2.1.1的注1； 一删除了ISO15156-2：2020中表B.3的脚注a和c； 删除了ISO15156-2：2020中图C.1的脚注c。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96)提出并归口。 II GB/T 20972.2—2025 本文件起草单位：中国石油工程建设有限公司西南分公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气 田分公司安全环保与技术监督研究院、中国石油集团川庆钻探工程有限公司、中国石油集团工程材料研 究院有限公司、天津钢管制造有限公司、中石油江汉机械研究所有限公司、建湖县鸿达阀门管件有限公 司、保一集团有限公司。 本文件主要起草人：李天雷、李唯、王雅熙、施岱艳、张平、李科、白真权、李静、李艳、李林辉、张金钟、 李英存、吕传涛、朱再思、吴启春、张晓忠、宋成立、张仁勇、曾旸、廖芸、背宏图。 本文件于2008年首次发布，本次为第一次修订。 IV GB/T20972.2—2025 引言 硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂是含硫化氢油气开采中危险的失效形式，用于硫化氢环境的承压 设备材料可能发生难以预判的、快速的开裂，造成较大的生命安全和财产损失。GB/T20972《石油天然 气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料》目的在于规范油气开采中用于含硫化氢环境的抗开裂材 料评价、选择和应用要求，在制定中参考了ISO15156等国内外有关标准，同时吸收了近年来酸性油气 田工程应用实践经验及技术标准的研究成果，拟由三个部分组成。 第1部分：选择抗裂纹材料的一般原则。目的在于确立服役环境定义、材料评定和选择的一般 原则。 第2部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁。目的在于确立抗开裂碳钢和低合金钢选择、评定和 使用要求，以及铸铁的使用要求。 第3部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金。目的在于确立抗开裂耐蚀合金和其他合金的选择、评定和 使用要求，包括奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、钛合金等。 V GB/T20972.2—2025 石油天然气工业油气开采中用于含硫 化氢环境的材料第2部分：抗开裂碳钢、 低合金钢和铸铁 1范围 本文件规定了在油气开采及天然气处理厂含硫化氢（HS)环境中碳钢和低合金钢材料的选择、评 定和使用要求，以及铸铁的使用要求 本文件适用于按荷载控制的设计方法进行设计和制造的设备用抗开裂材料的选择、评定和使用。 注：开裂包括硫化物应力开裂（SSC)、应力导向氢致开裂（SOHIC)、软区开裂（SZC)、氢致开裂（HIC)和阶梯开裂 (SWC)，不包括均匀腐蚀、局部腐蚀或疲劳腐蚀造成的材料损失。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中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/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法（GB/T230.1—2018，ISO6508-1： 2016,MOD) GB/T231.1 金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法（GB/T231.1—2018，ISO6506-1： 2014,MOD) GB/T 4157 金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法 GB/T 4340.1 金属材料 +维氏硬度试验第1部分：试验方法（GB/T4340.1一2024，ISO6507- 1:2023,MOD) GB/T8650 管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法 GB/T15970.2 金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第2部分：弯梁试样的制备和应用 GB/T20972.1 石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第1部分：选择抗裂纹 材料的一般原则（GB/T20972.1—2007，ISO15156-1:2001,IDT) GB/T20972.3石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第3部分：抗开裂耐蚀 合金和其他合金（GB/T20972.3一2025，ISO15156-3：2020，MOD) GB/T22513石油天然气钻采设备井口装置和采油树 GB/T33362金属材料硬度值的换算 HB/Z26航空零件喷丸强化工艺 术语和定义 3 GB/T20972.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 布氏硬度 Brinellhardness;HBW 通过表面压痕直径测量的硬度值。 1 GB/T20972.2—2025 注：通常采用直径为10mm的碳化钨合金球并且加载29.42kN的力。 3.2 泡点压力 bubble-point pressure 在一定的工作温度下，开始有气泡在液体中形成时的压力。 3.3 原位pH in-situ pH 实际服役环境下的pH。 注：原位pH与样品降压后测得的溶液pH可能不同。 3.4 铸铁 castiron 般含碳量在2.0%~4.0%的铁碳合金。 3.4.1 灰铸铁 greycastiron 以片状石墨存在，断口表面呈灰色的铸铁。 3.4.2 白口铸铁 white cast iron 由于有