ISO 15156 срещу NACE MR0175: Глобални изисквания за кисели сервизни материали

ISO 15156 и NACE MR0175 са, за всички практически цели, един и същ стандарт. От 2003 г. NACE International и Международната организация по стандартизация (ISO) съвместно поддържат единен технически документ, публикуван под двойното заглавие NACE MR0175/ISO 15156. Няма значима техническа разлика между тях - изборът кое име да се цитира е въпрос на регионална конвенция, а не на различни изисквания.

Сероводородът (H₂S) е един от най-разрушителните замърсители, с които може да се сблъска част от нефтено находище или оборудване за рафиниране. Дори следи от количества, под напрежение на опън, могат да причинят напукване на компонент без предупреждение - режим на повреда, известен като сулфидно напукване под напрежение (SSC). За да предотврати това, нефтената и газовата индустрия разчита на един управляващ документ за избор на материал: NACE MR0175/ISO 15156.

Тази статия разбива какво обхваща стандартът, как ISO 15156 и NACE MR0175 са свързани помежду си и какво трябва да посочат купувачите на неръждаема стомана и никелова сплав, за да останат съвместими.

Наистина ли ISO 15156 и NACE MR0175 са един и същи стандарт?

да След хармонизацията от 2003 г., ISO 15156 и NACE MR0175 се отнасят до едно техническо съдържание, публикувано паралелно от две организации.

Преди 2003 г. NACE MR0175 беше самостоятелен-самостоятелен северноамерикански документ, издаден за първи път през 1975 г. от NACE International (тогава Националната асоциация на инженерите по корозия). Европа и други региони често работят по отделни национални или фирмени спецификации. След много-годишни усилия за хармонизиране, NACE и ISO обединиха техническото съдържание в единен, международно признат стандарт.

NACE продължава да продава и го обозначава като „NACE MR0175“, докато ISO публикува идентичното техническо съдържание като „ISO 15156“. Повечето поръчки за покупка и спецификациите на проекта вече цитират двете имена заедно - NACE MR0175/ISO 15156 - специално, за да се избегне двусмислие в различните региони.

За производител или купувач на практика това означава едно нещо: материал, квалифициран по ISO 15156, е квалифициран по NACE MR0175 и обратно. Няма отделен път за съответствие, който да се управлява.

Какво всъщност покрива NACE MR0175/ISO 15156?

Той определя кои метали - и при каква твърдост, топлинна-обработка и условия на околната среда - са устойчиви на напукване в H₂S-съдържащи нефт и газ среди, в три части.

Стандартът е публикуван в три части, всяка от които е насочена към различна група материали:

Част 1 - Общи принципи: дефинира терминологията на киселинното обслужване, механизмите за крекинг и рамката за сериозност на околната среда (H₂S парциално налягане и-in situ pH), използвани в стандарта.

Част 2 - Въглеродни и ниско{1}}легирани стомани: обхваща конструкционни стомани и стомани под налягане-, включително чугуни, с контрол на твърдостта и обработката за предотвратяване на SSC.

Част 3 - Корозионно-устойчиви сплави (CRA): обхваща аустенитни и дуплексни неръждаеми стомани, никелови сплави и титанови сплави - категориите, които са най-подходящи за производителите на неръждаема стомана и никелови сплави.

Стандартът разглежда няколко различни механизма на напукване извън обикновения SSC, включително напукване от корозия под напрежение (SCC), напукване, предизвикано от -водород (HIC) и стъпаловидно напукване -, всяко от които се управлява от собствен набор от ограничения за материали и околната среда.

Какво задейства изискванията за кисело обслужване?

Оборудването попада в обхвата на правилата за работа в кисела среда, след като парциалното налягане на H₂S надвиши 0,3 kPa (0,05 psia) в газовата фаза - широко използван полеви праг, въпреки че приложимата спецификация на проекта винаги е в сила.

Под този праг стандартните материали като ASTM A105 или A106 са общоприемливи без съответствие с NACE MR0175/ISO 15156 -, обикновено наричано „сладка услуга“. Над него регионите на строгост на стандарта (регион 0 до регион 3, базирани на H₂S парциално налягане и pH) определят кои степени, граници на твърдост и изисквания за изпитване се прилагат. Тъй като HIC и SCC могат да се появят при различни - понякога по-ниски - прагове от SSC, инженерите никога не трябва да приемат, че едно число покрива всеки механизъм за кракване; ръководната проектна спецификация и съответната таблица в част 2 или част 3 трябва да бъдат проверени директно.

Как се различават границите на твърдост според семейството на материала?

Твърдостта е основното поле на стандарта-проверим контрол: приблизително 22 HRC за въглеродна и ниско-легирана стомана, подобни граници за много аустенитни класове неръждаема стомана и по-високи - сплав-специфични - тавани за дуплексни неръждаеми и-базирани на никел CRA.

Твърдостта е от значение, тъй като по-твърдите, по-силно напрегнати микроструктури са по-податливи на водород-подпомогнато напукване. Таблицата по-долу обобщава често цитираните ограничения; точните стойности зависят от конкретната сплав, формата на продукта и региона на сериозност, така че текущото издание на част 2 или част 3 винаги трябва да бъде крайната справка.

При заварени възли стандартът изисква изследвания на твърдостта на основния метал, засегнатата от топлина-зона и заваръчния метал - не само на основната плоча или тръба -, тъй като HAZ обикновено е зоната,-податлива на най-пукнатини.

Кои класове неръждаема стомана и никелови сплави са широко одобрени?

316L, 2205 дуплекс и никелови сплави като 625, 825 и Monel K500 са широко използвани CRA за киселинни -услуги, всяка от които е подходяща за различен диапазон на тежест и хлоридна среда.

304/304L неръждаема стомана по-специално не се приема за работа в кисело състояние съгласно NACE MR0175/ISO 15156 поради недостатъчна устойчивост на SSC ​​- често срещана грешка в спецификацията, която си струва да се отбележи в началото на доставката.

Какви са двата пътя за квалифициране на материал?

Даден материал се избира директно от предварително-квалифицираните таблици на стандарта (предписан път) или се квалифицира независимо чрез лабораторно изпитване (маршрут на ефективност, Приложение B).

За повечето приложения на неръждаема стомана и никелови сплави предписаният път е по-бърз и с по-ниски-разходи: ако дадена сплав, нейното състояние и работната среда попадат в границите, публикувани в таблиците на Част 2 или Част 3, не е необходимо допълнително изпитване.

Когато дадена сплав, форма на продукта или условия на околната среда попадат извън тези таблици - например нова област на сериозност или патентована сплав -, производителят трябва да я квалифицира съгласно Приложение B, което включва симулирано-околно лабораторно изпитване (като SSC или SCC методи за изпитване, посочени в стандарта), за да демонстрира устойчивост на напукване при предвидените условия на експлоатация.

Как NACE MR0175 е свързан с NACE MR0103?

NACE MR0175/ISO 15156 управлява оборудването за производство на нефт и газ нагоре по веригата, докато NACE MR0103 управлява оборудването за рафиниране на нефт надолу по веригата - двете се допълват, а не са взаимозаменяеми.

NACE MR0103, издаден през 2003 г., е разработен специално за среди за рафиниране, които се различават от производствените среди по температура, налягане и химия на флуидите. Някои компоненти - като определени никелови сплави - са квалифицирани и по двата стандарта, но при различни тавани на твърдост, така че определянето на правилния стандарт за правилния сегмент от веригата на стойността е от съществено значение.

Компонент, получен за устието на кладенец, трябва да препраща към NACE MR0175/ISO 15156; компонент за технологична единица на рафинерия трябва да се позовава на NACE MR0103, освен ако спецификацията на проекта изрично не изисква и двете.

Какво трябва да посочат купувачите в поръчката за покупка?

Посочете двете стандартни имена, приложимата част, региона на сериозност или ограниченията на околната среда, необходимия таван на твърдост и нивото на сертифициране (EN 10204 3.1 или 3.2).

Стандартна препратка: „NACE MR0175/ISO 15156-3“ (или приложимата част), а не само двете имена.

Ограничения за околната среда: H₂S парциално налягане, -in situ pH, концентрация на хлорид и температура за предвидената услуга.

Изискване за твърдост: специфичният таван HRC/HV10, приложим за поръчаната сплав и състояние.

Състояние: разтвор-закален, без студена обработка или друго необходимо състояние на термична-обработка.

Сертифициране: EN 10204 Тип 3.1 за стандартна проследимост или Тип 3.2 с независим свидетел от трета-страна за критични офшорни или големи-операторски проекти.

Прецизният език-на поръчката избягва единствената най-често срещана причина за отхвърлен материал: доставчик, доставящ технически изправна сплав, която никога не е била проверена спрямо специфичните ограничения за твърдост и околната среда, изисквани от приложението на купувача.

Защо това има значение за производителите на неръждаема стомана и никелови сплави?

Тъй като грешките в съответствието се появяват като повреди на място - и при обслужване на H₂S, спуканият компонент е инцидент, свързан с безопасността, а не само гаранционен иск.

NACE MR0175/ISO 15156 изрично не разглежда обща или локализирана корозия, механичен дизайн или контрол на качеството на производството сам по себе си - той е насочен единствено към устойчивостта на напукване в околната среда. Това означава, че съответствието със стандарта е необходимо, но не достатъчно за годност за експлоатация; изборът на сплав все още трябва да отчита отделно ерозията, общата корозия и механичното натоварване.

Производители, които документират тестове за твърдост, записи за топлинна-обработка и химичен състав спрямо правилната таблица - и които издават сертификати, които ясно посочват стандарта, частта и изданието -, дават на инженерните екипи и екипите за доставки надеждна основа за избор на материали и намаляват риска от скъпи откази на място или-неуспехи при обслужване.

Често задавани въпроси

ISO 15156 по-строг ли е от NACE MR0175?

Не. Те съдържат едни и същи технически изисквания. Нито едно от двете не е по-строго; двойното име отразява съвместно публикуване, а не различни правила.

Какво ниво на H₂S задейства съответствието с NACE MR0175/ISO 15156?

Често цитиран праг на полето е парциално налягане на H₂S над 0,3 kPa (0,05 psia) в газовата фаза, въпреки че HIC и SCC могат да се управляват от различни граници и спецификацията на контролиращия проект винаги има предимство.

Може ли неръждаема стомана 304 да се използва в кисело сервиране?

№ TP304/304L не се приема съгласно NACE MR0175/ISO 15156 поради недостатъчна устойчивост на сулфидно напукване.

Каква е максималната твърдост за въглеродна стомана според стандарта?

Приблизително 22 HRC, еквивалентно на приблизително 250 HV10 или 237 HBW, приложено към основния метал, заваръчния метал и засегнатата от топлина-зона.

NACE MR0175 прилага ли се за рафинерии?

Обикновено - среди за рафиниране не са обхванати от свързания стандарт NACE MR0103. NACE MR0175/ISO 15156 е насочен към оборудването за добив на нефт и газ и обработка на газ нагоре по веригата.

Как се квалифицира дадена сплав, ако не е посочена в таблиците на стандарта?

Чрез маршрута,-базиран на производителността в Приложение Б, който изисква лабораторно изпитване при симулирани условия на експлоатация, за да се демонстрира устойчивост на напукване.