ISO 15156 vs NACE MR0175: Globaalit Sour Service -materiaalivaatimukset

ISO 15156 ja NACE MR0175 ovat käytännössä sama standardi. Vuodesta 2003 lähtien NACE International ja Kansainvälinen standardointijärjestö (ISO) ovat yhdessä ylläpitäneet yhtä teknistä asiakirjaa, joka on julkaistu kaksoisnimikkeellä NACE MR0175/ISO 15156. Niiden välillä ei ole merkittävää teknistä eroa - mainittava nimi on alueellisen sopimuksen asia, eikä vaatimuksia ole eroja.

Rikkivety (H₂S) on yksi tuhoisimmista epäpuhtauksista, joita öljykenttä tai jalostuslaitteisto voi kohdata. Jopa pienet määrät vetojännityksen alaisena voivat aiheuttaa komponentin halkeilun ilman varoitusta - vikatila, joka tunnetaan nimellä sulfidijännitysmurtuminen (SSC). Tämän estämiseksi öljy- ja kaasuteollisuus luottaa yhteen materiaalivalintaa säätelevään asiakirjaan: NACE MR0175/ISO 15156.

Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä standardi kattaa, miten ISO 15156 ja NACE MR0175 liittyvät toisiinsa ja mitä ruostumattoman teräksen ja nikkeliseosten ostajien on määriteltävä noudattaakseen niitä.

Ovatko ISO 15156 ja NACE MR0175 todella sama standardi?

Kyllä. Vuoden 2003 yhdenmukaistamisesta lähtien ISO 15156 ja NACE MR0175 viittaavat yhteen tekniseen sisältösarjaan, jonka kaksi organisaatiota on julkaissut rinnakkain.

Ennen vuotta 2003 NACE MR0175 oli erillinen pohjoisamerikkalainen asiakirja, jonka NACE International (silloin National Association of Corrosion Engineers) julkaisi ensimmäisen kerran vuonna 1975. Eurooppa ja muut alueet työskentelivät usein erillisten kansallisten tai yritysten spesifikaatioiden mukaan. Monivuotisen-harmonisointityön jälkeen NACE ja ISO yhdistivät teknisen sisällön yhdeksi kansainvälisesti tunnustetuksi standardiksi.

NACE jatkaa myyntiä ja viittaa siihen nimellä "NACE MR0175", kun taas ISO julkaisee saman teknisen sisällön nimellä "ISO 15156". Useimmissa ostotilauksissa ja projektitiedoissa mainitaan nyt molemmat nimet yhdessä - NACE MR0175/ISO 15156 - erityisesti alueiden välisten epäselvyyksien välttämiseksi.

Valmistajalle tai ostajalle tämä tarkoittaa käytännössä yhtä asiaa: ISO 15156 -standardin mukainen materiaali on NACE MR0175 -luokitus ja päinvastoin. Hallinnolle ei ole olemassa erillistä vaatimustenmukaisuuspolkua.

Mitä NACE MR0175/ISO 15156 todellisuudessa kattaa?

Se määrittelee, mitkä metallit - ja missä kovuudessa, lämpö{1}}käsittelyssä ja ympäristöolosuhteissa - kestävät halkeilua H₂S-öljy- ja kaasupitoisissa ympäristöissä kolmessa osassa.

Standardi on julkaistu kolmessa osassa, joista jokainen on suunnattu eri materiaaliperheille:

Osa 1 - Yleiset periaatteet: määrittelee hapan palveluterminologian, halkeilumekanismit ja ympäristön vakavuuden kehyksen (H₂S:n osapaine ja in{1}}in situ pH), jota käytetään kaikkialla standardissa.

Osa 2 - Hiili- ja-seosteiset teräkset: kattaa rakenne- ja paine-rajateräkset, mukaan lukien valuraudat, joiden kovuus ja käsittelysäätimet estävät SSC:n.

Osa 3 - Korroosionkestävät seokset- (CRA): kattaa austeniittiset ja dupleksiruostumattomat teräkset, nikkeliseokset ja titaaniseokset - ruostumattoman teräksen ja nikkeliseosten valmistajille tärkeimmät luokat.

Standardi koskee useita erillisiä halkeilumekanismeja yksinkertaisen SSC:n lisäksi, mukaan lukien jännityskorroosiohalkeilu (SCC), vety{0}}indusoitu halkeilu (HIC) ja vaiheittainen halkeilu -, joita kutakin säätelevät omat materiaali- ja ympäristörajat.

Mikä laukaisee happamat palveluvaatimukset?

Laitteet kuuluvat happamien huoltosääntöjen piiriin, kun H₂S:n osapaine ylittää 0,3 kPa:n (0,05 psia) kaasufaasissa -, joka on laajalti käytetty kenttäkynnys, vaikka sovellettavat projektispesifikaatiot määräävät aina.

Tämän kynnyksen alapuolella standardimateriaalit, kuten ASTM A105 tai A106, ovat yleensä hyväksyttäviä ilman NACE MR0175/ISO 15156 -standardin noudattamista -, jota kutsutaan yleisesti "sweet service". Sen yläpuolella standardin vakavuusalueet (alueet 0–3, H₂S:n osapaineen ja pH:n perusteella) määrittävät, mitkä arvot, kovuusrajat ja testausvaatimukset ovat voimassa. Koska HIC ja SCC voivat esiintyä eri --kynnyksissä, joskus alhaisemmissa --kynnyksissä kuin SSC, suunnittelijoiden ei tulisi koskaan olettaa, että yksi luku kattaa jokaisen murtumismekanismin. sovellettava hankespesifikaatio ja asiaankuuluva taulukko osassa 2 tai osassa 3 on tarkastettava suoraan.

Kuinka kovuusrajat eroavat materiaaliperheen mukaan?

Kovuus on standardin ensisijainen -todennettavissa oleva säätö: noin 22 HRC hiili- ja niukka-seostetulle teräkselle, samanlaiset rajat monille austeniittisille ruostumattomille laaduille ja korkeammat --seos-spesifiset --katot duplex-ruostumattomalle ja nikkelipohjaiselle CRA:lle{{6}.

Kovuudella on väliä, koska kovemmat, enemmän rasitetut mikrorakenteet ovat herkempiä vetyavusteiselle halkeilulle{0}}. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto yleisesti mainituista rajoituksista; tarkat arvot riippuvat tietystä seoksesta, tuotteen muodosta ja vakavuusalueesta, joten osan 2 tai osan 3 nykyisen painoksen tulee aina olla lopullinen viite.

Hitsauskokoonpanoissa standardi vaatii kovuusmittauksia perusmetallin, lämmön-vaikutusalueen ja hitsausmetallin - ei vain pohjalevyn tai putken - poikki, koska HAZ on tyypillisesti halkeamalle-herkin vyöhyke.

Mitkä ruostumattoman teräksen ja nikkeliseoslaadut ovat yleisesti hyväksyttyjä?

316L, 2205 duplex ja nikkelilejeeringit, kuten 625, 825 ja Monel K500, ovat laajalti käytettyjä happamia{5}}palveluluokituslaitoksia, joista jokainen sopii eri vakavuusalueille ja kloridiympäristöön.

304/304L ruostumatonta terästä ei varsinkaan hyväksytä NACE MR0175/ISO 15156:n happamaan palveluun riittämättömän SSC-resistanssin vuoksi - yleinen spesifikaatiovirhe, joka kannattaa ilmoittaa hankinnan alussa.

Mitkä ovat kaksi reittiä materiaalin hyväksymiseen?

Materiaali valitaan joko suoraan standardin esi{0}}valmiuista taulukoista (ohjeellinen reitti) tai pätevöitetään itsenäisesti laboratoriotesteillä (suorituskyky, liite B).

Useimmissa ruostumattoman teräksen ja nikkeliseosten sovelluksissa ohjeellinen reitti on nopeampi ja edullisempi-: jos seos, sen kunto ja palveluympäristö ovat osan 2 tai osan 3 taulukoissa julkaistujen rajojen sisällä, lisätestausta ei tarvita.

Kun metalliseos, tuotteen muoto tai ympäristöolosuhde jää näiden taulukoiden ulkopuolelle -, esimerkiksi uusi vakavuusalue tai patentoitu seos -, valmistajan on hyväksyttävä se liitteen B mukaisesti, mikä sisältää simuloidun-ympäristölaboratoriotestauksen (kuten SSC- tai SCC-testimenetelmät, jotka on mainittu standardissa tarkoitetuissa käyttöolosuhteissa).

Miten NACE MR0175 liittyy NACE MR0103:een?

NACE MR0175/ISO 15156 koskee öljyn ja kaasun tuotantoketjun alkupään laitteita, kun taas NACE MR0103 koskee loppupään öljynjalostuslaitteita - nämä kaksi täydentävät toisiaan, eivät keskenään vaihdettavissa.

Vuonna 2003 julkaistu NACE MR0103 on kehitetty erityisesti jalostusympäristöihin, jotka eroavat tuotantoympäristöistä lämpötilan, paineen ja nestekemian osalta. Jotkin komponentit -, kuten tietyt nikkeliseokset -, ovat molempien standardien mukaisia, mutta eri kovuusrajoilla, joten oikean standardin määrittäminen arvoketjun oikealle segmentille on välttämätöntä.

Kaivonpäälle hankitun komponentin tulee olla NACE MR0175/ISO 15156; jalostamon prosessiyksikön komponentin tulee olla NACE MR0103, ellei hankespesifikaatiossa nimenomaisesti vaadita molempia.

Mitä ostajien tulee ilmoittaa ostotilauksessa?

Viittaa molempiin vakionimiin, sovellettavaan osaan, vakavuusalueeseen tai ympäristörajoihin, vaadittuun kovuuskattoon ja sertifiointitasoon (EN 10204 3.1 tai 3.2).

Vakioviite: "NACE MR0175/ISO 15156-3" (tai sovellettava osa) pelkän nimen sijaan.

Ympäristörajat: H₂S:n osapaine, in{0}}in situ pH, kloridipitoisuus ja lämpötila aiottua palvelua varten.

Kovuusvaatimus: erityinen HRC/HV10-katto, joka koskee tilattua metalliseosta ja tilaa.

Kunto: liuos-hehkutettu, ei kylmätyöstöä tai muuta vaadittua lämpö-käsittelytilaa.

Sertifiointi: EN 10204 tyyppi 3.1 vakiojäljitettävyyttä varten tai tyyppi 3.2 riippumattoman kolmannen osapuolen -todistajan kanssa kriittisissä offshore- tai suurissa{4}}operaattoriprojekteissa.

Tarkka osto-tilauskieli välttää materiaalin hylkäämisen yleisimmän syyn: toimittajan, joka toimittaa teknisesti moitteettoman metalliseoksen, jota ei koskaan tarkistettu ostajan sovelluksen vaatimien kovuus- ja ympäristörajoitusten perusteella.

Miksi tällä on merkitystä ruostumattoman teräksen ja nikkeliseosten valmistajille?

Koska vaatimustenmukaisuushäiriöt näkyvät kenttävirheinä - ja H₂S-palvelussa, halkeileva komponentti on turvallisuustapahtuma, ei vain takuuvaatimus.

NACE MR0175/ISO 15156 ei nimenomaisesti käsittele yleistä tai paikallista korroosiota, mekaanista suunnittelua tai valmistuksen laadunvalvontaa sellaisenaan - se koskee ainoastaan ​​ympäristön halkeilunkestävyyttä. Tämä tarkoittaa, että standardin noudattaminen on välttämätöntä, mutta ei riittävää käyttökelpoisuuden kannalta; lejeeringin valinnassa on silti otettava huomioon eroosio, yleinen korroosio ja mekaaninen kuormitus erikseen.

Valmistajat, jotka dokumentoivat kovuustestauksen, lämpökäsittelyn tiedot ja kemiallisen koostumuksen oikean taulukon - mukaan ja jotka myöntävät sertifioinnin, jossa mainitaan selkeästi standardi, osa ja painos -, antavat suunnittelu- ja hankintatiimeille luotettavan perustan materiaalien valinnalle ja vähentävät kalliiden kenttien hylkäysten tai{3}}huoltovirheiden riskiä.

Usein kysytyt kysymykset

Onko ISO 15156 tiukempi kuin NACE MR0175?

Ei. Ne sisältävät samat tekniset vaatimukset. Kumpikaan ei ole tiukempi; kaksoisnimi kuvastaa yhteisjulkaisua, ei erilaisia ​​sääntöjä.

Mikä H₂S-taso laukaisee NACE MR0175/ISO 15156 -yhteensopivuuden?

Yleisesti mainittu kenttäkynnys on yli 0,3 kPa (0,05 psia) kaasufaasissa oleva H2S:n osapaine, vaikka HIC:tä ja SCC:tä voidaan säädellä eri rajoilla, ja ohjaava projektispesifikaatio on aina etusijalla.

Voidaanko 304 ruostumatonta terästä käyttää happamassa palvelussa?

Nro TP304/304L ei ole hyväksytty NACE MR0175/ISO 15156 -standardissa riittämättömän sulfidijännityshalkeilukestävyyden vuoksi.

Mikä on hiiliteräksen suurin kovuus standardin mukaan?

Noin 22 HRC, joka vastaa noin 250 HV10 tai 237 HBW, levitettynä epäjalolle metallille, hitsausmetallille ja lämpö{4}}vaikutusalueelle.

Koskeeko NACE MR0175 jalostamoita?

Yleensä vastaava NACE MR0103 -standardi ei kata --jalostusympäristöjä. NACE MR0175/ISO 15156 koskee tuotantoketjun alkupään öljyn ja kaasun tuotanto- ja kaasunkäsittelylaitteita.

Miten metalliseos hyväksytään, jos sitä ei ole lueteltu standardin taulukoissa?

Liitteen B suoritus{0}}perustaisen reitin kautta, joka edellyttää laboratoriotestausta simuloiduissa käyttöolosuhteissa halkeilukestävyyden osoittamiseksi.