ISO 15156 prieš NACE MR0175: pasauliniai rūgščių paslaugų medžiagų reikalavimai

ISO 15156 ir NACE MR0175 visais praktiniais tikslais yra tas pats standartas. Nuo 2003 m. Tarptautinė NACE ir Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO) kartu tvarko vieną techninį dokumentą, paskelbtą dvigubu pavadinimu NACE MR0175/ISO 15156. Tarp jų nėra reikšmingo techninio spragų - pavadinimas, kurį cituoti, priklauso nuo regiono susitarimo, nesiskiriančių reikalavimų.

Vandenilio sulfidas (H₂S) yra vienas iš žalingiausių teršalų, su kuriais gali susidurti naftos telkinių ar naftos perdirbimo įrenginių gabalas. Net ir nedideli kiekiai, veikiami tempimo įtempių, gali sukelti komponento įtrūkimus be įspėjimo - gedimo režimas, vadinamas sulfido įtempių įtrūkimu (SSC). Kad to išvengtų, naftos ir dujų pramonė remiasi vienu reglamentuojančiu medžiagų pasirinkimo dokumentu: NACE MR0175/ISO 15156.

Šiame straipsnyje paaiškinama, ką apima standartas, kaip ISO 15156 ir NACE MR0175 yra susiję vienas su kitu ir ką nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio pirkėjai turi nurodyti, kad atitiktų reikalavimus.

Ar ISO 15156 ir NACE MR0175 tikrai yra tas pats standartas?

Taip. Nuo 2003 m. suderinimo ISO 15156 ir NACE MR0175 nurodo vieną techninio turinio rinkinį, kurį lygiagrečiai paskelbė dvi organizacijos.

Iki 2003 m. NACE MR0175 buvo atskiras Šiaurės Amerikos dokumentas, kurį 1975 m. pirmą kartą išleido NACE International (tuomet Nacionalinė korozijos inžinierių asociacija). Europa ir kiti regionai dažnai dirbo pagal atskiras nacionalines ar įmonės specifikacijas. Po daugelio metų derinimo pastangų NACE ir ISO sujungė techninį turinį į vieną tarptautiniu mastu pripažintą standartą.

NACE toliau parduoda ir vadina jį „NACE MR0175“, o ISO skelbia identišką techninį turinį kaip „ISO 15156“. Daugumoje pirkimo užsakymų ir projektų specifikacijų dabar abu pavadinimai nurodomi kartu - NACE MR0175/ISO 15156 -, kad būtų išvengta dviprasmybių tarp regionų.

Gamintojui ar pirkėjui tai praktiškai reiškia vieną dalyką: medžiaga, kvalifikuota pagal ISO 15156, atitinka NACE MR0175 ir atvirkščiai. Nėra atskiro atitikties kelio, kurį būtų galima valdyti.

Ką iš tikrųjų apima NACE MR0175 / ISO 15156?

Trijose dalyse apibrėžiama, kurie metalai - ir kokiu kietumu, terminiu-apdorojimu ir aplinkos sąlygomis - atsparūs įtrūkimams H₂S-turinčioje naftos ir dujų aplinkoje.

Standartas paskelbtas iš trijų dalių, kurių kiekviena skirta skirtingai medžiagų šeimai:

Dalis 1 - Bendrieji principai: apibrėžia rūgščią paslaugų terminiją, krekingo mechanizmus ir aplinkosaugos sunkumo sistemą (H₂S dalinį slėgį ir in{1}}situ pH), naudojamą visame standarte.

2 - dalis Anglies ir mažai legiruotasis

Dalis 3 - Korozijai-atsparūs lydiniai (CRA): apima austenitinius ir dvipusius nerūdijančius plienus, nikelio lydinius ir titano lydinius -, kurios yra labiausiai susijusios nerūdijančio plieno ir nikelio lydinių gamintojams.

Standartas apima kelis skirtingus įtrūkimo mechanizmus, be paprasto SSC, įskaitant įtempių korozijos įtrūkimą (SCC), vandenilio -sukeliamą įtrūkimą (HIC) ir laipsnišką įtrūkimą -, kurį reglamentuoja atskiri medžiagų ir aplinkos apribojimai.

Kas sukelia „Sour Service“ reikalavimus?

Kai H₂S dalinis slėgis dujinėje fazėje viršija 0,3 kPa (0,05 psia) - plačiai naudojamas lauko slenkstis, įrangai taikomos nepalankios eksploatacijos taisyklės, nors visada vadovaujasi taikoma projekto specifikacija.

Žemiau šios slenksčio standartinės medžiagos, pvz., ASTM A105 arba A106, paprastai yra priimtinos nesilaikant NACE MR0175/ISO 15156 -, paprastai vadinamos „maloniu aptarnavimu“. Virš jo esantys standarto sunkumo regionai (nuo 0 iki 3 regiono, remiantis H₂S daliniu slėgiu ir pH) nustato, kurios klasės, kietumo ribos ir bandymo reikalavimai taikomi. Kadangi HIC ir SCC gali atsirasti esant skirtingoms -, kartais žemesnėms - slenksčiams nei SSC, inžinieriai niekada neturėtų manyti, kad vienas skaičius apima kiekvieną krekingo mechanizmą; turi būti tiesiogiai patikrinta reglamentuojanti projekto specifikacija ir atitinkama 2 arba 3 dalies lentelė.

Kaip kietumo ribos skiriasi priklausomai nuo medžiagų grupės?

Kietumas yra pagrindinė standarto lauko{0}}kontrolė, kurią galima patikrinti: maždaug 22 HRC anglies ir mažai -legiruoto plieno, panašios ribos daugeliui austenitinio nerūdijančio plieno rūšių ir aukštesnės - lydinio-specifinės - lubos dvipusio nerūdijančio plieno ir nikelio CRA{{6}.

Kietumas yra svarbus, nes kietesnės, labiau įtemptos mikrostruktūros yra jautresnės įtrūkimams dėl vandenilio{0}}. Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamos dažniausiai nurodytos ribos; tikslios vertės priklauso nuo konkretaus lydinio, gaminio formos ir sunkumo regiono, todėl dabartinis 2 arba 3 dalies leidimas visada turėtų būti galutinė nuoroda.

Suvirintuose mazguose pagal standartą reikalaujama atlikti pagrindinio metalo, karščio -veikiamos zonos ir suvirinimo metalo - kietumo tyrimus, o ne tik pagrindinę plokštę ar vamzdį -, nes HAZ paprastai yra labiausiai įtrūkimams{3}}jautri zona.

Kurios nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio rūšys yra dažniausiai patvirtintos?

316L, 2205 dvipusis ir nikelio lydiniai, pvz., 625, 825 ir Monel K500, yra plačiai naudojami rūgščiųjų -paslaugų CRA, kurių kiekviena tinka skirtingam sunkumo diapazonui ir chloro aplinkai.

304/304L nerūdijantis plieno ypač nepriimamas rūgščiam aptarnavimui pagal NACE MR0175/ISO 15156 dėl nepakankamo SSC atsparumo - dažna specifikacijos klaida, kurią verta pažymėti pirkimo pradžioje.

Kokie yra du keliai medžiagai kvalifikuoti?

Medžiaga parenkama tiesiogiai iš standarto iš anksto{0}}kvalifikuotų lentelių (reikalaujantis būdas) arba kvalifikuojama atskirai, atliekant laboratorinius tyrimus (našumo būdas, B priedas).

Daugeliui nerūdijančio plieno ir nikelio lydinių taikomi nurodymai yra greitesni ir pigesni{0}}: jei lydinys, jo būklė ir aptarnavimo aplinka atitinka 2 dalyje arba 3 dalies lentelėse paskelbtas ribas, papildomų bandymų nereikia.

Kai lydinys, gaminio forma ar aplinkos sąlygos nepatenka į šias lenteles -, pavyzdžiui, naujas sunkumo regionas arba patentuotas lydinys -, gamintojas turi atitikti jį pagal B priedą, kuris apima imituotus-aplinkos laboratorinius bandymus (pvz., SSC arba SCC bandymo metodus, nurodytus standarte numatytomis eksploatavimo sąlygomis).

Kaip NACE MR0175 yra susijęs su NACE MR0103?

NACE MR0175/ISO 15156 reglamentuoja tiekėjų naftos ir dujų gavybos įrangą, o NACE MR0103 reglamentuoja tolesnės naftos perdirbimo įrangą - jos viena kitą papildo, o ne keičiamos.

NACE MR0103, išleistas 2003 m., buvo sukurtas specialiai rafinavimo aplinkoms, kurios skiriasi nuo gamybos aplinkos temperatūra, slėgiu ir skysčių chemija. Kai kurie komponentai -, pvz., tam tikri nikelio lydiniai -, atitinka abu standartus, tačiau skiriasi kietumo lubomis, todėl labai svarbu nurodyti tinkamą standartą tinkamam vertės grandinės segmentui.

Šulinio galvutei skirtas komponentas turi atitikti NACE MR0175/ISO 15156; rafinavimo gamyklos proceso bloko komponentas turėtų nurodyti NACE MR0103, nebent projekto specifikacijoje aiškiai reikalaujama abiejų.

Ką pirkėjai turėtų nurodyti pirkimo užsakyme?

Nurodykite abu standartinius pavadinimus, taikomą dalį, sunkumo regioną arba aplinkos ribas, būtiną kietumo ribą ir sertifikavimo lygį (EN 10204 3.1 arba 3.2).

Standartinė nuoroda: „NACE MR0175/ISO 15156-3“ (arba atitinkama dalis), o ne vienas pavadinimas.

Aplinkos ribos: H₂S dalinis slėgis, in{0}}situ pH, chlorido koncentracija ir temperatūra numatytai paslaugai.

Kietumo reikalavimas: konkrečios HRC/HV10 ribos, taikomos užsakytam lydiniui ir būklei.

Būklė: tirpalas-atkaitintas, be šalto darbo ar kitos reikiamo terminio apdorojimo{1}}būsena.

Sertifikavimas: EN 10204 3.1 tipas, skirtas standartiniam atsekamumui, arba 3.2 tipas su nepriklausomu trečiosios šalies liudytoju kritiniams atviroje jūroje arba dideliems operatorių projektams.

Tiksli pirkimo{0}}užsakymo kalba išvengia vienintelės dažniausios medžiagos atmetimo priežasties: tiekėjo, tiekiančio techniškai patikimą lydinį, kuris niekada nebuvo patikrintas pagal konkretų kietumą ir aplinkosaugos apribojimus, kurių reikalauja pirkėjo programa.

Kodėl tai svarbu nerūdijančio plieno ir nikelio lydinių gamintojams?

Kadangi atitikties gedimai parodomi kaip gedimai vietoje - ir H₂S paslaugos metu, įtrūkęs komponentas yra saugos incidentas, o ne tik pretenzija dėl garantijos.

NACE MR0175/ISO 15156 aiškiai neapima bendros ar vietinės korozijos, mechaninio projektavimo ar gamybos kokybės kontrolės - jis skirtas tik atsparumui įtrūkimams aplinkoje. Tai reiškia, kad standarto laikymasis yra būtinas, bet nepakankamas tinkamumui naudoti; Parenkant lydinį vis tiek reikia atskirai atsižvelgti į eroziją, bendrą koroziją ir mechaninę apkrovą.

Gamintojai, kurie dokumentuoja kietumo bandymus, terminio apdorojimo įrašus ir cheminę sudėtį pagal teisingą lentelę - ir išduoda sertifikatą, kuriame aiškiai nurodytas standartas, dalis ir leidimas -, suteikia inžinierių ir pirkimų komandoms patikimą medžiagų pasirinkimo pagrindą ir sumažina brangių atmetimų lauke arba -serviso gedimų riziką.

Dažnai užduodami klausimai

Ar ISO 15156 yra griežtesnis nei NACE MR0175?

Ne. Juose yra tokie patys techniniai reikalavimai. Nė vienas nėra griežtesnis; dvigubas pavadinimas atspindi bendrą publikavimą, o ne skirtingas taisykles.

Koks H₂S lygis lemia NACE MR0175/ISO 15156 atitiktį?

Dažniausiai minimas lauko slenkstis yra H₂S dalinis slėgis, didesnis nei 0,3 kPa (0,05 psia) dujų fazėje, nors HIC ir SCC gali būti reguliuojamos skirtingomis ribomis, o valdymo projekto specifikacija visada turi pirmenybę.

Ar 304 nerūdijantis plienas gali būti naudojamas rūgščių paslaugoms?

Nr. TP304/304L nėra priimtas pagal NACE MR0175/ISO 15156 dėl nepakankamo atsparumo sulfido įtempiams įtrūkimams.

Koks yra didžiausias anglinio plieno kietumas pagal standartą?

Maždaug 22 HRC, atitinkantis apytiksliai 250 HV10 arba 237 HBW, taikomas netauriajam metalui, suvirintam metalui ir karščiui-veikiamai zonai.

Ar NACE MR0175 taikomas naftos perdirbimo gamykloms?

Paprastai jokia - rafinavimo aplinka neapima susijusio standarto NACE MR0103. NACE MR0175/ISO 15156 taikomas naftos ir dujų gamybos bei dujų apdorojimo įrangai.

Kaip lydinys kvalifikuojamas, jei jis nėra nurodytas standartų lentelėse?

Taikant B priede nurodytą našumu{0}}pagrįstą būdą, pagal kurį reikia atlikti laboratorinius bandymus imituotomis eksploatavimo sąlygomis, siekiant įrodyti atsparumą įtrūkimams.