ISO 15156 vs NACE MR0175: Globálne požiadavky na materiál pre kyslé služby

ISO 15156 a NACE MR0175 sú pre všetky praktické účely rovnakým štandardom. Od roku 2003 NACE International a Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) spoločne udržiavajú jeden technický dokument publikovaný pod dvojitým názvom NACE MR0175/ISO 15156. Neexistuje medzi nimi žiadna zmysluplná technická medzera - výber názvu, ktorý sa má citovať, je záležitosťou regionálnej konvencie, bez rozdielnych požiadaviek.

Sírovodík (H₂S) je jednou z najničivejších kontaminantov, s ktorými sa môže ropné pole alebo rafinačné zariadenie stretnúť. Dokonca aj stopové množstvá môžu pri ťahovom napätí spôsobiť prasknutie súčiastky bez varovania - poruchový režim známy ako praskanie sulfidovým napätím (SSC). Aby sa tomu zabránilo, ropný a plynárenský priemysel sa pri výbere materiálu spolieha na jeden riadiaci dokument: NACE MR0175/ISO 15156.

Tento článok rozoberá, na čo sa norma vzťahuje, ako spolu súvisia normy ISO 15156 a NACE MR0175 a čo musia kupujúci z nehrdzavejúcej ocele a zliatiny niklu špecifikovať, aby zostali v súlade.

Sú normy ISO 15156 a NACE MR0175 skutočne rovnaké?

áno. Od harmonizácie v roku 2003 sa normy ISO 15156 a NACE MR0175 týkajú jedného súboru technického obsahu, ktorý súbežne publikujú dve organizácie.

Pred rokom 2003 bol NACE MR0175 samostatným-americkým dokumentom, ktorý prvýkrát vydala v roku 1975 NACE International (vtedy Národná asociácia koróznych inžinierov). Európa a iné regióny často pracovali na základe samostatných národných alebo podnikových špecifikácií. Po viac-ročnom úsilí o harmonizáciu zlúčili NACE a ISO technický obsah do jednej, medzinárodne uznávanej normy.

NACE ho naďalej predáva a uvádza ako „NACE MR0175“, zatiaľ čo ISO publikuje rovnaký technický obsah ako „ISO 15156“. Väčšina nákupných objednávok a špecifikácií projektu teraz uvádza oba názvy spolu - NACE MR0175/ISO 15156 -, aby sa predišlo nejednoznačnosti medzi regiónmi.

Pre výrobcu alebo kupujúceho to v praxi znamená jediné: materiál kvalifikovaný podľa ISO 15156 je kvalifikovaný podľa NACE MR0175 a naopak. Neexistuje žiadna samostatná cesta k riadeniu súladu.

Čo v skutočnosti zahŕňa NACE MR0175/ISO 15156?

V troch častiach definuje, ktoré kovy - a za akej tvrdosti, tepelného{1}}spracovania a podmienok prostredia - odolávajú praskaniu v prostrediach obsahujúcich ropu a plyn H₂S-.

Norma je publikovaná v troch častiach, pričom každá je zameraná na inú skupinu materiálov:

Časť 1 - Všeobecné princípy: definuje kyslú servisnú terminológiu, mechanizmy praskania a rámec environmentálnej náročnosti (parciálny tlak H₂S a - pH in situ), ktorý sa používa v celej norme.

Časť 2 - Uhlíkové a nízkolegované-ocele: pokrýva konštrukčné a tlakové-ocele na hraniciach tlaku, vrátane liatiny, s kontrolami tvrdosti a spracovania, aby sa zabránilo SSC.

Časť 3 - Korózii-zliatiny (CRA): pokrýva austenitické a duplexné nehrdzavejúce ocele, zliatiny niklu a zliatiny titánu - kategórie, ktoré sú najrelevantnejšie pre výrobcov nehrdzavejúcej ocele a zliatin niklu.

Norma sa zaoberá niekoľkými odlišnými mechanizmami praskania nad rámec jednoduchého SSC vrátane praskania koróziou pod napätím (SCC), praskania vyvolaného vodíkom- (HIC) a postupného praskania -, pričom každý z nich sa riadi vlastným súborom materiálových a environmentálnych limitov.

Čo spúšťa požiadavky na kyslé služby?

Zariadenia spadajú pod pravidlá kyslej prevádzky, keď parciálny tlak H₂S prekročí 0,3 kPa (0,05 psia) v plynnej fáze -, čo je široko používaná prahová hodnota v teréne, hoci vždy rozhoduje príslušná špecifikácia projektu.

Pod touto hranicou sú štandardné materiály, ako napríklad ASTM A105 alebo A106, všeobecne prijateľné bez zhody s NACE MR0175/ISO 15156 - bežne nazývané „sladká služba“. Nad ním oblasti závažnosti normy (región 0 až oblasť 3, na základe parciálneho tlaku H₂S a pH) určujú, ktoré triedy, limity tvrdosti a požiadavky na testovanie sa uplatňujú. Pretože HIC a SCC sa môžu vyskytovať pod rôznymi - niekedy nižšími - prahmi ako SSC, inžinieri by nikdy nemali predpokladať, že jedno číslo pokrýva každý mechanizmus crackingu. riadiacu špecifikáciu projektu a príslušnú tabuľku v časti 2 alebo časti 3 je potrebné skontrolovať priamo.

Ako sa limity tvrdosti líšia podľa skupiny materiálov?

Tvrdosť je primárnou oblasťou{0}}overiteľnej kontroly normy: približne 22 HRC pre uhlíkovú a-zliatinovú oceľ, podobné limity pre mnohé druhy austenitických nehrdzavejúcich ocelí a vyššie -zliatinové-špecifické - stropy pre duplexné nerezové a niklové-CRA.

Tvrdosť je dôležitá, pretože tvrdšie a viac namáhané mikroštruktúry sú náchylnejšie na praskanie za pomoci vodíka-. V tabuľke nižšie sú zhrnuté bežne uvádzané limity; presné hodnoty závisia od konkrétnej zliatiny, formy produktu a oblasti náročnosti, takže posledné vydanie časti 2 alebo časti 3 by malo byť vždy konečným odkazom.

Pri zváraných zostavách norma vyžaduje prieskumy tvrdosti základného kovu, tepelne{0}}ovplyvnenej oblasti a zvarového kovu - nielen základnej dosky alebo potrubia -, pretože HAZ je zvyčajne oblasťou najviac náchylnou na praskliny-.

Ktoré triedy nehrdzavejúcej ocele a zliatin niklu sú bežne schválené?

316L, 2205 duplex a zliatiny niklu, ako napríklad 625, 825 a Monel K500, sú široko používané kyslé{5}}servisné CRA, pričom každá je vhodná pre iný rozsah závažnosti a chloridové prostredie.

Nehrdzavejúca 304/304L nie je akceptovaná na kyslé služby podľa NACE MR0175/ISO 15156 z dôvodu nedostatočnej odolnosti SSC -, čo je bežná chyba špecifikácie, ktorú stojí za to nahlásiť na začiatku obstarávania.

Aké sú dve cesty na kvalifikáciu materiálu?

Materiál sa vyberá buď priamo z pred{0}}kvalifikovaných tabuliek normy (predpisová cesta) alebo sa kvalifikuje nezávisle prostredníctvom laboratórneho testovania (cesta výkonnosti, príloha B).

Pre väčšinu aplikácií z nehrdzavejúcej ocele a zliatin niklu je normatívny postup rýchlejší a{0}}nákladovo nižší: ak zliatina, jej stav a prevádzkové prostredie spadajú do limitov zverejnených v tabuľkách časti 2 alebo časti 3, nie je potrebné žiadne ďalšie testovanie.

Ak zliatina, forma produktu alebo podmienky prostredia nespadajú do týchto tabuliek -, napríklad nová oblasť závažnosti alebo patentovaná zliatina -, výrobca ju musí kvalifikovať podľa prílohy B, ktorá zahŕňa simulované{2}}environmentálne laboratórne testovanie (ako sú testovacie metódy SSC alebo SCC uvedené v norme), aby sa preukázala odolnosť proti praskaniu v zamýšľaných prevádzkových podmienkach.

Ako súvisí NACE MR0175 s NACE MR0103?

NACE MR0175/ISO 15156 upravuje výrobné zariadenia na ťažbu ropy a plynu, zatiaľ čo NACE MR0103 upravuje nadväzujúce zariadenia na rafináciu ropy - tieto dve sa dopĺňajú, nie sú vzájomne zameniteľné.

NACE MR0103, vydaný v roku 2003, bol vyvinutý špeciálne pre rafinérske prostredia, ktoré sa líšia od výrobných prostredí teplotou, tlakom a chémiou tekutín. Niektoré komponenty -, ako napríklad určité zliatiny niklu -, sú kvalifikované podľa oboch noriem, ale s rôznymi stropmi tvrdosti, takže je nevyhnutné špecifikovať správnu normu pre správny segment hodnotového reťazca.

Komponent získaný pre ústie vrtu by mal odkazovať na NACE MR0175/ISO 15156; komponent pre procesnú jednotku rafinérie by mal odkazovať na NACE MR0103, pokiaľ špecifikácia projektu výslovne nevyžaduje oboje.

Čo by mali kupujúci uviesť v objednávke?

Uveďte oba štandardné názvy, príslušnú časť, oblasť závažnosti alebo environmentálne limity, požadovaný strop tvrdosti a úroveň certifikácie (EN 10204 3.1 alebo 3.2).

Štandardný odkaz: „NACE MR0175/ISO 15156-3“ (alebo príslušná časť) namiesto jedného názvu samostatne.

Limity prostredia: parciálny tlak H₂S, pH in situ, koncentrácia chloridov a teplota pre zamýšľanú službu.

Požiadavka na tvrdosť: špecifický strop HRC/HV10 platný pre zliatinu a objednaný stav.

Stav: roztok-žíhaný, žiadna práca za studena alebo iný požadovaný-stav tepelného spracovania.

Certifikácia: EN 10204 Typ 3.1 pre štandardnú sledovateľnosť alebo Typ 3.2 s nezávislým svedkom tretej strany-pre kritické projekty offshore alebo veľkých-operátorov.

Presný{0}}znenie objednávky pri nákupe zabraňuje najčastejšej príčine odmietnutia materiálu: dodávateľ dodáva technicky bezchybnú zliatinu, ktorá nebola nikdy overená vzhľadom na špecifickú tvrdosť a environmentálne limity, ktoré aplikácia kupujúceho vyžaduje.

Prečo je to dôležité pre výrobcov nehrdzavejúcej ocele a niklových zliatin?

Keďže zlyhania v súlade s predpismi sa prejavujú ako zlyhania v teréne - a v službe H₂S, prasknutý komponent je bezpečnostný incident, nie len nárok na záruku.

NACE MR0175/ISO 15156 sa výslovne nezaoberá všeobecnou alebo lokalizovanou koróziou, mechanickým dizajnom alebo kontrolou kvality výroby ako takou -, zameriava sa výlučne na odolnosť voči praskaniu v prostredí. To znamená, že zhoda s normou je nevyhnutná, ale nie dostatočná pre spôsobilosť na prevádzku; výber zliatiny musí stále brať do úvahy eróziu, všeobecnú koróziu a mechanické zaťaženie oddelene.

Výrobcovia, ktorí dokumentujú testovanie tvrdosti, záznamy o tepelnom-úprave a chemickom zložení podľa správnej tabuľky - a ktorí vydávajú certifikáciu, ktorá jasne uvádza normu, časť a vydanie -, poskytujú inžinierskym a obstarávacím tímom obhájiteľný základ pre výber materiálu a znižujú riziko nákladných odmietnutí v teréne alebo-zlyhaní prevádzky.

Často kladené otázky

Je ISO 15156 prísnejšia ako NACE MR0175?

Nie. Obsahujú rovnaké technické požiadavky. Ani jedno nie je prísnejšie; duálny názov odráža spoločné zverejňovanie, nie rozdielne pravidlá.

Aká úroveň H₂S spúšťa súlad s NACE MR0175/ISO 15156?

Bežne citovaným prahom poľa je parciálny tlak H2S nad 0,3 kPa (0,05 psia) v plynnej fáze, hoci HIC a SCC sa môžu riadiť rôznymi limitmi a vždy má prednosť špecifikácia kontrolného projektu.

Môže sa nehrdzavejúca oceľ 304 použiť v kyslej službe?

č. TP304/304L nie je akceptovaný podľa NACE MR0175/ISO 15156 z dôvodu nedostatočnej odolnosti proti praskaniu sulfidovým napätím.

Aká je maximálna tvrdosť uhlíkovej ocele podľa normy?

Približne 22 HRC, čo zodpovedá približne 250 HV10 alebo 237 HBW, aplikovaných na základný kov, zvarový kov a tepelne-ovplyvnenú oblasť.

Vzťahuje sa NACE MR0175 na rafinérie?

Vo všeobecnosti žiadne - rafinérske prostredia nepokrýva súvisiaca norma NACE MR0103. NACE MR0175/ISO 15156 sa zameriava na zariadenia na ťažbu ropy a plynu a úpravu plynu.

Ako je zliatina kvalifikovaná, ak nie je uvedená v tabuľkách normy?

Prostredníctvom postupu-založeného na výkone v prílohe B, ktorý vyžaduje laboratórne testovanie v simulovaných prevádzkových podmienkach na preukázanie odolnosti proti praskaniu.