ISO 15156 לעומת NACE MR0175: דרישות חומרי שירות חמוץ גלובליים

ISO 15156 ו-NACE MR0175 הם, לכל המטרות המעשיות, אותו תקן. מאז 2003, ה-NACE International וארגון התקינה הבינלאומי (ISO) שמרו ביחד מסמך טכני אחד, שפורסם תחת הכותרת הכפולה NACE MR0175/ISO 15156. אין פער טכני משמעותי ביניהם - הבחירה באיזה שם לצטט היא עניין של מוסכמה אזורית, לא דרישות שונות.

מימן גופרתי (H₂S) הוא אחד המזהמים ההרסניים ביותר שפיסת שדה נפט או ציוד זיקוק יכולים להיתקל בהם. אפילו כמויות עקבות, תחת מתח מתיחה, יכולות לגרום לרכיב להיסדק ללא אזהרה - מצב כשל המכונה פיצוח מתח גופרתי (SSC). כדי למנוע זאת, תעשיית הנפט והגז מסתמכת על מסמך בולט אחד לבחירת החומר: NACE MR0175/ISO 15156.

מאמר זה מפרק את מה שהתקן מכסה, כיצד ISO 15156 ו-NACE MR0175 קשורים זה לזה, ומה צריכים רוכשי נירוסטה וסגסוגות ניקל לציין כדי להישאר תאימות.

האם ISO 15156 ו-NACE MR0175 הם באמת אותו תקן?

כֵּן. מאז ההרמוניזציה של 2003, ISO 15156 ו-NACE MR0175 מתייחסים לסט תוכן טכני אחד, שפורסם במקביל על ידי שני ארגונים.

לפני 2003, NACE MR0175 היה מסמך צפון אמריקאי-עצמאי, שהוצא לראשונה ב-1975 על ידי NACE International (אז האגודה הלאומית של מהנדסי קורוזיה). אירופה ואזורים אחרים עבדו לעתים קרובות ממפרט לאומי או חברה נפרדים. לאחר מאמץ הרמוניזציה רב-שנתי, NACE ו-ISO מיזגו את התוכן הטכני לתקן יחיד מוכר בינלאומי.

NACE ממשיכה למכור ולהתייחס אליו כ"NACE MR0175", בעוד ש-ISO מפרסמת את התוכן הטכני הזהה כ"ISO 15156". רוב הזמנות הרכש ומפרטי הפרויקט מצטטות כעת את שני השמות יחד - NACE MR0175/ISO 15156 - במיוחד כדי למנוע אי בהירות בין אזורים.

עבור יצרן או קונה, זה אומר דבר אחד בפועל: חומר מוסמך לתקן ISO 15156 כשיר ל-NACE MR0175, ולהיפך. אין נתיב ציות נפרד לניהול.

מה מכסה בפועל NACE MR0175/ISO 15156?

הוא מגדיר אילו מתכות - ובאיזה קשיות,-טיפול בחום ותנאי סביבה - מתנגדים לסדקים בסביבות H₂S- המכילות נפט וגז, על פני שלושה חלקים.

התקן מתפרסם בשלושה חלקים, כל אחד מכוון למשפחת חומרים שונים:

חלק 1 - עקרונות כלליים: מגדיר טרמינולוגיה של שירות חמוץ, מנגנוני פיצוח ומסגרת החומרה הסביבתית (לחץ חלקי H₂S ו--pH in situ) המשמשת בכל התקן.

חלק 2 - פלדות פחמן וסגסוגת- נמוכה: מכסה פלדות גבול מבניות ולחץ, כולל ברזל יצוק, עם בקרות קשיות ועיבוד למניעת SSC.

חלק 3 - סגסוגות עמידות בפני קורוזיה-(CRA): מכסה פלדות אל-חלד אוסטניטיות ודופלקסיות, סגסוגות ניקל וסגסוגות טיטניום - את הקטגוריות הרלוונטיות ביותר ליצרני נירוסטה וסגסוגות ניקל.

התקן מתייחס למספר מנגנוני פיצוח מובהקים מעבר ל-SSC פשוט, כולל פיצוח קורוזיה במתח (SCC), פיצוח המושרה על ידי מימן-(HIC) ופיצוח שלבים - כל אחד נשלט על ידי קבוצת מגבלות החומר והסביבה שלו.

מה גורם לדרישות שירות חמוץ?

ציוד נופל תחת כללי שירות חמוץ ברגע שהלחץ החלקי H₂S עולה על 0.3 kPa (0.05 psia) בשלב הגז - סף שדה בשימוש נרחב, אם כי מפרט הפרויקט הרלוונטי תמיד קובע.

מתחת לסף זה, חומרים סטנדרטיים כגון ASTM A105 או A106 מקובלים בדרך כלל ללא תאימות ל-NACE MR0175/ISO 15156 - המכונה בדרך כלל "שירות מתוק". מעליו, אזורי החומרה של התקן (אזור 0 עד אזור 3, מבוסס על לחץ חלקי H₂S ו-pH) קובעים אילו דרגות, מגבלות קשיות ודרישות בדיקה חלות. מכיוון ש-HIC ו-SCC יכולים להתרחש תחת ספים שונים של -, לפעמים - נמוכים מאלה של SSC, אסור למהנדסים להניח שמספר בודד מכסה כל מנגנון פיצוח; יש לבדוק ישירות את מפרט הפרויקט השולט ואת הטבלה הרלוונטית בחלק 2 או חלק 3.

כיצד מגבלות הקשיות שונות לפי משפחת החומרים?

קשיות היא התחום העיקרי-שניתן לאימות של התקן: בערך 22 HRC עבור פלדת פחמן וסגסוגת-נמוכה, מגבלות דומות עבור דרגות נירוסטה אוסטניטיות רבות, ותקרות גבוהות יותר של סגסוגת - - ספציפית - עבור CRAs דופלקס אל חלד וניקל-.

הקשיות חשובה מכיוון שמיקרו-מבנים קשים יותר ולחוצים יותר, רגישים יותר לפיצוח בעזרת מימן-. הטבלה שלהלן מסכמת גבולות שציינו בדרך כלל; ערכים מדויקים תלויים בסגסוגת הספציפית, בצורת המוצר ובאזור החומרה, כך שהמהדורה הנוכחית של חלק 2 או חלק 3 צריכה תמיד להיות ההתייחסות הסופית.

במכלולים מרותכים, התקן מחייב סקרי קשיות על פני מתכת האב, אזור -המושפע מחום ומתכת ריתוך - לא רק לוחית הבסיס או הצינור - מכיוון שה-HAZ הוא בדרך כלל האזור הרגיש ביותר לסדקים-.

אילו דרגות נירוסטה וסגסוגת ניקל מאושרות בדרך כלל?

316L, 2205 דופלקס וסגסוגות ניקל כגון 625, 825, ו-Monel K500 הן CRA בשימוש נרחב בשירות חמוץ-, שכל אחת מהן מתאימה לטווח חומרה שונה ולסביבה כלורידית.

נירוסטה 304/304L לא מתקבלת לשירות חמוץ תחת NACE MR0175/ISO 15156 עקב התנגדות SSC לא מספקת - שגיאת מפרט נפוצה שכדאי לסמן מוקדם ברכש.

מהם שני המסלולים להכשרת חומר?

חומר נבחר ישירות מהטבלאות המוסמכות-של התקן (מסלול מרשם) או מוסמך באופן עצמאי באמצעות בדיקות מעבדה (מסלול ביצועים, נספח B).

עבור רוב יישומי הנירוסטה וסגסוגת ניקל, המסלול המחייב מהיר יותר ובעלות-נמוכה יותר: אם סגסוגת, מצבה וסביבת השירות נופלים במגבלות שפורסמו בטבלאות של חלק 2 או חלק 3, אין צורך בבדיקות נוספות.

כאשר סגסוגת, צורת מוצר או מצב סביבתי נופלים מחוץ לטבלאות האלה -, למשל, אזור חומרה חדש או סגסוגת קניינית -, היצרן חייב להכשיר אותו לפי נספח B, הכולל בדיקות מעבדה מדומה-לסביבה (כגון שיטות בדיקת SSC או SCC המוזכרות בתקן) כדי להדגים את עמידות הסדקים המיועדת.

איך NACE MR0175 קשור ל-NACE MR0103?

NACE MR0175/ISO 15156 שולט בציוד להפקת נפט וגז במעלה הזרם, בעוד NACE MR0103 שולט בציוד זיקוק נפט במורד הזרם - השניים משלימים, אינם ניתנים להחלפה.

NACE MR0103, שהונפק בשנת 2003, פותח במיוחד עבור סביבות זיקוק, השונות מסביבות ייצור בטמפרטורה, לחץ וכימיה של נוזלים. חלק מהרכיבים - כגון סגסוגות ניקל מסוימות - מוסמכים תחת שני התקנים אך בתקרות קשיות שונות, ולכן ציון התקן הנכון עבור הפלח הנכון של שרשרת הערך חיוני.

רכיב שמקורו במקור באר צריך להתייחס ל-NACE MR0175/ISO 15156; רכיב עבור יחידת תהליך של בית זיקוק צריך להתייחס ל-NACE MR0103, אלא אם מפרט הפרויקט דורש במפורש את שניהם.

מה קונים צריכים לציין בהזמנת רכש?

התייחס לשני השמות הסטנדרטיים, החלק הרלוונטי, אזור החומרה או מגבלות הסביבה, תקרת הקשיות הנדרשת ורמת האישור (EN 10204 3.1 או 3.2).

התייחסות סטנדרטית: "NACE MR0175/ISO 15156-3" (או החלק הרלוונטי) במקום אחד מהשמות בלבד.

מגבלות סביבתיות: לחץ חלקי H₂S,- pH באתר, ריכוז כלוריד וטמפרטורה עבור השירות המיועד.

דרישת קשיות: תקרת HRC/HV10 הספציפית החלה על הסגסוגת והמצב שהוזמן.

מצב: התמיסה-חולה, ללא עבודה קרה, או מצב טיפול{1}}בחום אחר.

הסמכה: EN 10204 סוג 3.1 לעקיבות סטנדרטית, או סוג 3.2 עם עדות צד שלישי- עצמאית עבור פרויקטים קריטיים של מפעילים בים או- גדולים.

שפת רכישה- מדויקת מונעת את הסיבה השכיחה ביותר לחומר שנדחה: ספק המספק סגסוגת תקינה מבחינה טכנית, שמעולם לא אומתה כנגד הקשיות והגבלות הסביבתיות הספציפיות שהיישום של הקונה דורש.

למה זה משנה ליצרני נירוסטה וסגסוגות ניקל?

מכיוון שכשלי תאימות מופיעים ככשלים בשטח - ובשירות H₂S, רכיב סדוק הוא אירוע בטיחותי, לא רק תביעת אחריות.

NACE MR0175/ISO 15156 אינו מתייחס במפורש לקורוזיה כללית או מקומית, תכנון מכני או בקרת איכות ייצור בפני עצמה - הוא מכוון אך ורק להתנגדות לסדקים סביבתיים. כלומר עמידה בתקן הכרחית אך אינה מספקת להתאמה לשירות; בחירת סגסוגת עדיין צריכה לקחת בחשבון שחיקה, קורוזיה כללית וטעינה מכנית בנפרד.

יצרנים שמתעדים בדיקות קשיות,-תיעוד של טיפול בחום והרכב כימי מול הטבלה הנכונה - ואשר מוציאים אישור המציין בבירור את התקן, החלק והמהדורה - נותנים לצוותי הנדסה ורכש בסיס בר הגנה לבחירת חומר, ומפחיתים את הסיכון לדחיות יקרות בשטח או כשל בשירות{{3}.

שאלות נפוצות

האם ISO 15156 מחמיר מ-NACE MR0175?

לא. הם מכילים את אותן דרישות טכניות. גם זה לא מחמיר יותר; השם הכפול משקף פרסום משותף, לא חוקים שונים.

איזו רמת H₂S מפעילה תאימות ל-NACE MR0175/ISO 15156?

סף שדה נפוץ הוא לחץ חלקי H₂S מעל 0.3 kPa (0.05 psia) בשלב הגז, אם כי HIC ו-SCC ניתנים לשליטה במגבלות שונות, ומפרט הפרויקט השולט תמיד מקבל עדיפות.

האם ניתן להשתמש בנירוסטה 304 בשירות חמוץ?

מס' TP304/304L אינו מקובל תחת NACE MR0175/ISO 15156 עקב עמידות לקויה בפני פיצוח מתח גופרתי.

מהי הקשיות המקסימלית לפלדת פחמן לפי התקן?

כ-22 HRC, שווה ערך לכ-250 HV10 או 237 HBW, מיושמים על מתכת בסיסית, מתכת ריתוך והאזור המושפע-בחום.

האם NACE MR0175 חל על בתי זיקוק?

בדרך כלל אין סביבות זיקוק של - מכוסות בתקן הקשור NACE MR0103. NACE MR0175/ISO 15156 מתמקד במעלה הזרם של הפקת נפט וגז וציוד לטיפול בגז.

כיצד מוסמכת סגסוגת אם היא לא רשומה בטבלאות התקן?

דרך המסלול המבוסס על ביצועים-בנספח B, הדורש בדיקות מעבדה בתנאי שירות מדומים כדי להדגים עמידות בפני פיצוח.