ISO 15156 vs NACE MR0175: Απαιτήσεις υλικών παγκόσμιων ξινών σέρβις

Το ISO 15156 και το NACE MR0175 είναι, για όλους τους πρακτικούς σκοπούς, το ίδιο πρότυπο. Από το 2003, η NACE International και ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) διατηρούν από κοινού ένα ενιαίο τεχνικό έγγραφο, το οποίο δημοσιεύεται με τον διπλό τίτλο NACE MR0175/ISO 15156. Δεν υπάρχει ουσιαστικό τεχνικό κενό μεταξύ τους - η επιλογή του ονόματος που θα αναφέρεται είναι θέμα περιφερειακής σύμβασης και όχι διαφορετικών απαιτήσεων.

Το υδρόθειο (H2S) είναι ένας από τους πιο καταστροφικούς ρύπους που μπορεί να συναντήσει ένα κομμάτι κοιτασμάτων πετρελαίου ή εξοπλισμού διύλισης. Ακόμη και ίχνη, υπό τάση εφελκυσμού, μπορούν να προκαλέσουν ρωγμή ενός εξαρτήματος χωρίς προειδοποίηση - μια κατάσταση αστοχίας που είναι γνωστή ως ρωγμή κατά τάσης σουλφιδίου (SSC). Για να αποφευχθεί αυτό, η βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου βασίζεται σε ένα έγγραφο που διέπει την επιλογή υλικού: NACE MR0175/ISO 15156.

Αυτό το άρθρο αναλύει τι καλύπτει το πρότυπο, πώς σχετίζονται μεταξύ τους το ISO 15156 και το NACE MR0175 και τι πρέπει να καθορίσουν οι αγοραστές ανοξείδωτου χάλυβα και κράματος νικελίου για να παραμείνουν συμβατοί.

Είναι όντως το ίδιο πρότυπο ISO 15156 και NACE MR0175;

Ναί. Από την εναρμόνιση του 2003, το ISO 15156 και το NACE MR0175 αναφέρονται σε ένα σύνολο τεχνικού περιεχομένου, που δημοσιεύεται παράλληλα από δύο οργανισμούς.

Πριν από το 2003, το NACE MR0175 ήταν ένα ανεξάρτητο έγγραφο της Βόρειας Αμερικής, το οποίο εκδόθηκε για πρώτη φορά το 1975 από τη NACE International (τότε η Εθνική Ένωση Μηχανικών Διάβρωσης). Η Ευρώπη και άλλες περιοχές λειτουργούσαν συχνά βάσει χωριστών εθνικών ή εταιρικών προδιαγραφών. Μετά από μια πολυετή προσπάθεια εναρμόνισης, το NACE και το ISO συγχώνευσαν το τεχνικό περιεχόμενο σε ένα ενιαίο, διεθνώς αναγνωρισμένο πρότυπο.

Η NACE συνεχίζει να πουλά και να την αναφέρει ως "NACE MR0175", ενώ ο ISO δημοσιεύει το ίδιο τεχνικό περιεχόμενο ως "ISO 15156". Οι περισσότερες εντολές αγοράς και οι προδιαγραφές έργων αναφέρουν πλέον και τα δύο ονόματα μαζί - NACE MR0175/ISO 15156 - ειδικά για να αποφευχθεί η ασάφεια μεταξύ των περιοχών.

Για έναν κατασκευαστή ή αγοραστή, αυτό σημαίνει ένα πράγμα στην πράξη: ένα υλικό που πληροί τα κριτήρια ISO 15156 είναι πιστοποιημένο με NACE MR0175 και αντίστροφα. Δεν υπάρχει χωριστή διαδρομή συμμόρφωσης προς διαχείριση.

Τι καλύπτει πραγματικά το NACE MR0175/ISO 15156;

Καθορίζει ποια μέταλλα - και υπό ποιες συνθήκες σκληρότητας, θερμικής-επεξεργασίας και περιβαλλοντικών συνθηκών - αντέχουν στη ρωγμή σε περιβάλλοντα H2S-που περιέχουν πετρέλαιο και φυσικό αέριο, σε τρία μέρη.

Το πρότυπο δημοσιεύεται σε τρία μέρη, καθένα από τα οποία στοχεύει σε διαφορετική οικογένεια υλικών:

Μέρος 1 - Γενικές αρχές: ορίζει την ορολογία της υπηρεσίας, τους μηχανισμούς πυρόλυσης και το πλαίσιο περιβαλλοντικής σοβαρότητας (μερική πίεση H2S και in{1}}pH in situ) που χρησιμοποιούνται σε όλο το πρότυπο.

Μέρος 2 - Χάλυβες με άνθρακα και χαμηλού κράματος-: καλύπτει δομικούς και υπό πίεση-χάλυβες ορίων, συμπεριλαμβανομένων των χυτοσιδήρων, με χειριστήρια σκληρότητας και επεξεργασίας για την αποτροπή SSC.

Μέρος 3 - Ανθεκτικά στη διάβρωση-κράματα (CRA): καλύπτει ωστενιτικούς και διπλούς ανοξείδωτους χάλυβες, κράματα νικελίου και κράματα τιτανίου - τις κατηγορίες που σχετίζονται περισσότερο με τους κατασκευαστές ανοξείδωτου χάλυβα και κραμάτων νικελίου.

Το πρότυπο αντιμετωπίζει αρκετούς διαφορετικούς μηχανισμούς ρωγμής πέρα ​​από το απλό SSC, συμπεριλαμβανομένης της διάβρωσης λόγω καταπόνησης (SCC), της ρωγμής που προκαλείται{0} από υδρογόνο (HIC) και της σταδιακής ρωγμής - ο καθένας που διέπεται από το δικό του σύνολο υλικών και περιβαλλοντικών ορίων.

Τι ενεργοποιεί τις απαιτήσεις υπηρεσίας Sour;

Ο εξοπλισμός εμπίπτει στους ξένους κανόνες σέρβις όταν η μερική πίεση H2S υπερβεί τα 0,3 kPa (0,05 psia) στην αέρια φάση - ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο όριο πεδίου, αν και ισχύει πάντα η ισχύουσα προδιαγραφή έργου.

Κάτω από αυτό το όριο, τα τυπικά υλικά όπως το ASTM A105 ή το A106 είναι γενικά αποδεκτά χωρίς τη συμμόρφωση με το NACE MR0175/ISO 15156 - που συνήθως ονομάζεται "sweet service". Πάνω από αυτό, οι περιοχές σοβαρότητας του προτύπου (Περιοχή 0 έως Περιοχή 3, με βάση τη μερική πίεση H2S και το pH) καθορίζουν ποιοι βαθμοί, όρια σκληρότητας και απαιτήσεις δοκιμών ισχύουν. Επειδή το HIC και το SCC μπορεί να εμφανιστούν κάτω από διαφορετικά - μερικές φορές χαμηλότερα - κατώφλια από το SSC, οι μηχανικοί δεν πρέπει ποτέ να υποθέτουν ότι ένας μόνο αριθμός καλύπτει κάθε μηχανισμό ρωγμής. πρέπει να ελέγχονται απευθείας οι προδιαγραφές του έργου και ο σχετικός πίνακας στο Μέρος 2 ή στο Μέρος 3.

Πώς διαφέρουν τα όρια σκληρότητας ανά οικογένεια υλικού;

Η σκληρότητα είναι το κύριο πεδίο του προτύπου-επαληθεύσιμος έλεγχος: περίπου 22 HRC για άνθρακα και χαμηλού{2}}κράματος χάλυβα, παρόμοια όρια για πολλές ποιότητες ωστενιτικού ανοξείδωτου και υψηλότερες οροφές - από κράμα-ειδικές - οροφές για διπλές ανοξείδωτες και νικελίου τύπου C{6}.

Η σκληρότητα έχει σημασία επειδή οι σκληρότερες, πιο καταπονημένες μικροδομές είναι πιο ευαίσθητες σε ρωγμές με τη βοήθεια υδρογόνου-. Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τα κοινά αναφερόμενα όρια. Οι ακριβείς τιμές εξαρτώνται από το συγκεκριμένο κράμα, τη μορφή του προϊόντος και την περιοχή σοβαρότητας, επομένως η τρέχουσα έκδοση του Μέρους 2 ή του Μέρους 3 θα πρέπει πάντα να είναι η τελική αναφορά.

Στα συγκολλημένα συγκροτήματα, το πρότυπο απαιτεί επισκοπήσεις σκληρότητας στο μητρικό μέταλλο, τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-και το μέταλλο συγκόλλησης - όχι μόνο την πλάκα βάσης ή τον σωλήνα -, καθώς το HAZ είναι συνήθως η πιο ευαίσθητη ζώνη σε ρωγμές-.

Ποιες ποιότητες ανοξείδωτου χάλυβα και κράματος νικελίου εγκρίνονται συνήθως;

Τα κράματα 316L, 2205 διπλής όψης και νικελίου όπως τα 625, 825 και Monel K500 είναι ευρέως χρησιμοποιούμενα όξινα-ΟΑΠΙ υπηρεσίας, το καθένα κατάλληλο για διαφορετικό εύρος σοβαρότητας και περιβάλλον χλωρίου.

Το ανοξείδωτο 304/304L δεν είναι ιδιαίτερα αποδεκτό για ξινή υπηρεσία σύμφωνα με το NACE MR0175/ISO 15156 λόγω ανεπαρκούς αντίστασης SSC - ένα κοινό σφάλμα προδιαγραφών που αξίζει να επισημανθεί νωρίς στην προμήθεια.

Ποιες είναι οι δύο διαδρομές για να χαρακτηριστεί ένα υλικό;

Ένα υλικό είτε επιλέγεται απευθείας από τους προ{0}}πίνακες του προτύπου (προκαθορισμένη διαδρομή) είτε πιστοποιείται ανεξάρτητα μέσω εργαστηριακών δοκιμών (διαδρομή απόδοσης, Παράρτημα Β).

Για τις περισσότερες εφαρμογές ανοξείδωτου χάλυβα και κράματος νικελίου, η προκαθορισμένη διαδρομή είναι ταχύτερη και χαμηλότερο-κόστος: εάν ένα κράμα, η κατάστασή του και το περιβάλλον εξυπηρέτησης εμπίπτουν στα όρια που δημοσιεύονται στους πίνακες του Μέρους 2 ή του Μέρους 3, δεν απαιτείται πρόσθετη δοκιμή.

Όταν ένα κράμα, μια μορφή προϊόντος ή μια περιβαλλοντική συνθήκη εμπίπτει εκτός αυτών των πινάκων - για παράδειγμα, μια νέα περιοχή σοβαρότητας ή ένα αποκλειστικό κράμα -, ο κατασκευαστής πρέπει να το χαρακτηρίσει σύμφωνα με το Παράρτημα Β, το οποίο περιλαμβάνει προσομοιωμένες{2}}περιβαλλοντικές εργαστηριακές δοκιμές (όπως μέθοδοι δοκιμής SSC ή SCC που αναφέρονται στις προβλεπόμενες συνθήκες αντίστασης γ.

Πώς σχετίζεται το NACE MR0175 με το NACE MR0103;

Το NACE MR0175/ISO 15156 διέπει τον εξοπλισμό παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου ανάντη, ενώ το NACE MR0103 διέπει τον εξοπλισμό διύλισης πετρελαίου κατάντη - και τα δύο είναι συμπληρωματικά, όχι εναλλάξιμα.

Το NACE MR0103, που εκδόθηκε το 2003, αναπτύχθηκε ειδικά για περιβάλλοντα διύλισης, τα οποία διαφέρουν από τα περιβάλλοντα παραγωγής ως προς τη θερμοκρασία, την πίεση και τη χημεία των ρευστών. Ορισμένα εξαρτήματα -, όπως ορισμένα κράματα νικελίου - πληρούν τα κριτήρια και με τα δύο πρότυπα, αλλά σε διαφορετικά ανώτατα όρια σκληρότητας, επομένως είναι απαραίτητος ο καθορισμός του σωστού προτύπου για το σωστό τμήμα της αλυσίδας αξίας.

Ένα εξάρτημα που προέρχεται για κεφαλή φρεατίου θα πρέπει να αναφέρεται στο NACE MR0175/ISO 15156. ένα στοιχείο για μια μονάδα διεργασίας διυλιστηρίου θα πρέπει να αναφέρεται στο NACE MR0103, εκτός εάν η προδιαγραφή του έργου απαιτεί ρητά και τα δύο.

Τι πρέπει να προσδιορίζουν οι αγοραστές σε μια εντολή αγοράς;

Αναφέρετε και τα δύο τυπικά ονόματα, το εφαρμοστέο τμήμα, την περιοχή σοβαρότητας ή τα περιβαλλοντικά όρια, το απαιτούμενο ανώτατο όριο σκληρότητας και το επίπεδο πιστοποίησης (EN 10204 3.1 ή 3.2).

Τυπική αναφορά: "NACE MR0175/ISO 15156-3" (ή το εφαρμοστέο μέρος) αντί για οποιοδήποτε όνομα μόνο.

Περιβαλλοντικά όρια: Μερική πίεση H2S, in-pH in situ, συγκέντρωση χλωρίου και θερμοκρασία για την προβλεπόμενη υπηρεσία.

Απαίτηση σκληρότητας: η ειδική οροφή HRC/HV10 που ισχύει για το κράμα και την κατάσταση που παραγγέλθηκε.

Κατάσταση: διάλυμα-ανοπτημένο, χωρίς ψυχρή εργασία ή άλλη απαιτούμενη θερμική-κατάσταση επεξεργασίας.

Πιστοποίηση: EN 10204 Τύπος 3.1 για τυπική ιχνηλασιμότητα ή Τύπος 3.2 με ανεξάρτητο-μάρτυρα τρίτου μέρους για κρίσιμα έργα υπεράκτιων ή μεγάλων-εταιρειών.

Η ακριβής γλώσσα παραγγελίας-αγορών αποφεύγει τη μοναδική πιο κοινή αιτία απόρριψης υλικού: έναν προμηθευτή που παραδίδει ένα τεχνικά άρτιο κράμα που ποτέ δεν επαληθεύτηκε σε σχέση με τη συγκεκριμένη σκληρότητα και τα περιβαλλοντικά όρια που απαιτεί η εφαρμογή του αγοραστή.

Γιατί αυτό έχει σημασία για τους κατασκευαστές ανοξείδωτου χάλυβα και κραμάτων νικελίου;

Επειδή οι αστοχίες συμμόρφωσης εμφανίζονται ως αστοχίες πεδίου - και στην υπηρεσία H₂S, ένα ραγισμένο εξάρτημα είναι ένα συμβάν ασφαλείας και όχι απλώς μια αξίωση εγγύησης.

Το NACE MR0175/ISO 15156 δεν αντιμετωπίζει ρητά τη γενική ή τοπική διάβρωση, τον μηχανικό σχεδιασμό ή τον ποιοτικό έλεγχο της κατασκευής από μόνο του - στοχεύει αποκλειστικά στην περιβαλλοντική αντίσταση στις ρωγμές. Αυτό σημαίνει ότι η συμμόρφωση με το πρότυπο είναι απαραίτητη αλλά όχι επαρκής για την καταλληλότητα για σέρβις. Η επιλογή κράματος πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη διάβρωση, τη γενική διάβρωση και τη μηχανική φόρτιση ξεχωριστά.

Οι κατασκευαστές που τεκμηριώνουν τις δοκιμές σκληρότητας, τα αρχεία θερμικής-επεξεργασίας και τη χημική σύνθεση με βάση τον σωστό πίνακα - και εκδίδουν πιστοποίηση που δηλώνει ξεκάθαρα το πρότυπο, το τμήμα και την έκδοση - δίνουν στις ομάδες μηχανικών και προμηθειών μια αξιόπιστη βάση για επιλογή υλικού και μειώνουν τον κίνδυνο δαπανηρών απορρίψεων πεδίων{3}}.

Συχνές Ερωτήσεις

Είναι το ISO 15156 αυστηρότερο από το NACE MR0175;

Όχι. Περιέχουν τις ίδιες τεχνικές απαιτήσεις. Κανένα από τα δύο δεν είναι πιο αυστηρό. το διπλό όνομα αντικατοπτρίζει την κοινή δημοσίευση, όχι διαφορετικούς κανόνες.

Ποιο επίπεδο H₂S ενεργοποιεί τη συμμόρφωση με το NACE MR0175/ISO 15156;

Ένα κοινά αναφερόμενο κατώφλι πεδίου είναι μια μερική πίεση H2S πάνω από 0,3 kPa (0,05 psia) στην αέρια φάση, αν και το HIC και το SCC μπορούν να διέπονται από διαφορετικά όρια και η προδιαγραφή του έργου ελέγχου έχει πάντα προτεραιότητα.

Μπορεί ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 να χρησιμοποιηθεί σε ξινό service;

Αρ. TP304/304L δεν είναι αποδεκτό σύμφωνα με το NACE MR0175/ISO 15156 λόγω ανεπαρκούς αντίστασης σε ρωγμές σε τάση σουλφιδίου.

Ποια είναι η μέγιστη σκληρότητα για ανθρακούχο χάλυβα σύμφωνα με το πρότυπο;

Περίπου 22 HRC, ισοδύναμα με περίπου 250 HV10 ή 237 HBW, εφαρμόστηκαν στο βασικό μέταλλο, το μέταλλο συγκόλλησης και τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-.

Ισχύει το NACE MR0175 στα διυλιστήρια;

Γενικά κανένα - περιβάλλον διύλισης δεν καλύπτεται από το σχετικό πρότυπο NACE MR0103. Το NACE MR0175/ISO 15156 στοχεύει στον ανάντη εξοπλισμό παραγωγής πετρελαίου και αερίου και επεξεργασίας αερίου.

Πώς χαρακτηρίζεται ένα κράμα εάν δεν αναφέρεται στους πίνακες του προτύπου;

Μέσω της διαδρομής βάσει απόδοσης-στο Παράρτημα Β, η οποία απαιτεί εργαστηριακές δοκιμές υπό προσομοιωμένες συνθήκες σέρβις για την απόδειξη αντοχής σε ρωγμές.