ISO 15156 กับ NACE MR0175: ข้อกำหนดวัสดุบริการเปรี้ยวทั่วโลก

ISO 15156 และ NACE MR0175 เป็นมาตรฐานเดียวกันเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติทั้งหมด ตั้งแต่ปี 2003 NACE International และองค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) ได้ร่วมกันดูแลรักษาเอกสารทางเทคนิคฉบับเดียว ซึ่งเผยแพร่ภายใต้ชื่อคู่ NACE MR0175/ISO 15156 ไม่มีช่องว่างทางเทคนิคที่มีความหมายระหว่างเอกสารเหล่านี้ - การเลือกชื่อที่จะอ้างอิงเป็นเรื่องของข้อตกลงระดับภูมิภาค ไม่ใช่ข้อกำหนดที่แตกต่างกัน

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) เป็นหนึ่งในสารปนเปื้อนที่มีการทำลายล้างมากที่สุดในแหล่งน้ำมันหรืออุปกรณ์กลั่นน้ำมัน แม้แต่ปริมาณการติดตามภายใต้ความเค้นดึง อาจทำให้ส่วนประกอบแตกร้าวโดยไม่มีการเตือน - โหมดความล้มเหลวที่เรียกว่าการแตกร้าวความเค้นซัลไฟด์ (SSC) เพื่อป้องกันสิ่งนี้ อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซจึงต้องใช้เอกสารควบคุมฉบับเดียวในการเลือกใช้วัสดุ: NACE MR0175/ISO 15156

บทความนี้จะแจกแจงรายละเอียดว่ามาตรฐานครอบคลุมถึงอะไรบ้าง ISO 15156 และ NACE MR0175 เกี่ยวข้องกันอย่างไร และผู้ซื้อเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมนิกเกิลต้องระบุอะไรบ้างเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด

ISO 15156 และ NACE MR0175 เป็นมาตรฐานเดียวกันจริงหรือ

ใช่. นับตั้งแต่การประสานกันในปี 2003 ISO 15156 และ NACE MR0175 อ้างถึงชุดเนื้อหาทางเทคนิคชุดเดียว ซึ่งเผยแพร่พร้อมกันโดยสององค์กร

ก่อนปี 2003 NACE MR0175 เป็นเอกสารแยกเดี่ยว-ในอเมริกาเหนือ ซึ่งออกครั้งแรกในปี 1975 โดย NACE International (ในสมัยนั้นคือ National Association of Corrosion Engineers) ยุโรปและภูมิภาคอื่นๆ มักจะทำงานจากข้อกำหนดเฉพาะของประเทศหรือบริษัทที่แยกจากกัน หลังจากความพยายามในการประสานกันเป็นเวลาหลาย- ปี NACE และ ISO ได้รวมเนื้อหาทางเทคนิคเข้าเป็นมาตรฐานเดียวที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล

NACE ยังคงจำหน่ายและอ้างอิงถึงชื่อ "NACE MR0175" ในขณะที่ ISO เผยแพร่เนื้อหาทางเทคนิคที่เหมือนกันในชื่อ "ISO 15156" ใบสั่งซื้อและข้อกำหนดเฉพาะของโครงการส่วนใหญ่ในขณะนี้อ้างอิงทั้งสองชื่อร่วมกัน - NACE MR0175/ISO 15156 - โดยเฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงความคลุมเครือข้ามภูมิภาค

สำหรับผู้ผลิตหรือผู้ซื้อ นี่หมายถึงสิ่งหนึ่งในทางปฏิบัติ: วัสดุที่มีคุณสมบัติตาม ISO 15156 มีคุณสมบัติตาม NACE MR0175 และในทางกลับกัน ไม่มีเส้นทางการปฏิบัติตามข้อกำหนดแยกต่างหากในการจัดการ

จริงๆ แล้ว NACE MR0175/ISO 15156 ครอบคลุมถึงอะไรบ้าง

โดยกำหนดว่าโลหะชนิดใด - และภายใต้ความแข็ง ความร้อน-การบำบัด และสภาพแวดล้อม - ใดที่ต้านทานการแตกร้าวใน H₂S- ที่มีสภาพแวดล้อมน้ำมันและก๊าซ ทั่วทั้งสามส่วน

มาตรฐานนี้เผยแพร่เป็นสามส่วน โดยแต่ละส่วนกำหนดเป้าหมายกลุ่มวัสดุที่แตกต่างกัน:

ส่วนที่ 1 - หลักการทั่วไป: กำหนดคำศัพท์เกี่ยวกับบริการที่มีรสเปรี้ยว กลไกการแคร็ก และกรอบการทำงานความรุนแรงด้านสิ่งแวดล้อม (ความดันย่อย H₂S และ- pH ในแหล่งกำเนิด) ที่ใช้ทั่วทั้งมาตรฐาน

ชิ้นส่วน 2 - เหล็กคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ-: ครอบคลุมเหล็กโครงสร้างและเหล็กรับความดัน- รวมถึงเหล็กหล่อ โดยมีการควบคุมความแข็งและการประมวลผลเพื่อป้องกัน SSC

ส่วน 3 - โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน-โลหะผสม (CRA): ครอบคลุมเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์ โลหะผสมนิกเกิล และโลหะผสมไทเทเนียม - ซึ่งเป็นหมวดหมู่ที่เกี่ยวข้องกับผู้ผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมนิกเกิลมากที่สุด

มาตรฐานกล่าวถึงกลไกการแตกร้าวที่แตกต่างกันหลายประการ นอกเหนือจาก SSC แบบธรรมดา รวมถึงการแตกร้าวจากการกัดกร่อนโดยความเค้น (SCC) การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน- (HIC) และการแตกร้าวแบบขั้นตอน - แต่ละรายการอยู่ภายใต้ชุดวัสดุและขีดจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมของตัวเอง

อะไรทำให้เกิดข้อกำหนดการบริการ Sour?

อุปกรณ์อยู่ภายใต้กฎการบริการแบบเปรี้ยวเมื่อแรงดันย่อยของ H₂S เกิน 0.3 kPa (0.05 psia) ในเฟสก๊าซ - ซึ่งเป็นเกณฑ์ขั้นต่ำของสนามที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย แม้ว่าข้อกำหนดเฉพาะของโครงการที่เกี่ยวข้องจะควบคุมอยู่เสมอ

โดยทั่วไป วัสดุมาตรฐาน เช่น ASTM A105 หรือ A106 ที่ต่ำกว่าเกณฑ์นี้เป็นที่ยอมรับได้โดยไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนด NACE MR0175/ISO 15156 - โดยทั่วไปเรียกว่า "บริการที่เอาใจใส่" เหนือสิ่งอื่นใด ขอบเขตความรุนแรงของมาตรฐาน (ภูมิภาค 0 ถึงภูมิภาค 3 ขึ้นอยู่กับความดันย่อยและ pH ของ H₂S) จะเป็นตัวกำหนดเกรด ขีดจำกัดความแข็ง และข้อกำหนดในการทดสอบ เนื่องจาก HIC และ SCC สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้ - ที่แตกต่างกันซึ่งบางครั้งอาจต่ำกว่า - เกณฑ์ขั้นต่ำกว่า SSC วิศวกรจึงไม่ควรถือว่าตัวเลขตัวเดียวครอบคลุมทุกกลไกการแคร็ก ข้อกำหนดโครงการควบคุมและตารางที่เกี่ยวข้องในส่วนที่ 2 หรือส่วนที่ 3 จะต้องได้รับการตรวจสอบโดยตรง

ขีดจำกัดความแข็งแตกต่างกันอย่างไรตามตระกูลวัสดุ

ความแข็งคือส่วนควบคุมหลัก-ของมาตรฐานที่ตรวจสอบได้: ประมาณ 22 HRC สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ- ขีดจำกัดที่คล้ายกันสำหรับเกรดสเตนเลสออสเทนนิติกหลายๆ เกรด และเพดานเฉพาะ - โลหะผสม - ที่สูงกว่าสำหรับ CRA ที่เป็นสเตนเลสดูเพล็กซ์และนิกเกิล-

ความแข็งมีความสำคัญเนื่องจากโครงสร้างจุลภาคที่แข็งกว่าและมีความเครียดสูงจะไวต่อการแตกร้าวโดยใช้ไฮโดรเจน{0}}มากกว่า ตารางด้านล่างสรุปขีดจำกัดที่อ้างถึงโดยทั่วไป ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับโลหะผสม รูปแบบผลิตภัณฑ์ และภูมิภาคความรุนแรง ดังนั้นส่วนที่ 2 หรือส่วนที่ 3 ฉบับปัจจุบันจึงควรเป็นข้อมูลอ้างอิงขั้นสุดท้ายเสมอ

ในการประกอบชิ้นส่วนแบบเชื่อม มาตรฐานกำหนดให้ต้องมีการสำรวจความแข็งทั่วโลหะต้นกำเนิด -โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และโลหะเชื่อม - ไม่ใช่แค่แผ่นฐานหรือท่อ - เนื่องจาก HAZ โดยทั่วไปเป็นโซนที่-ไวต่อรอยแตกร้าวมากที่สุด

เกรดสแตนเลสและโลหะผสมนิกเกิลใดบ้างที่ได้รับการอนุมัติโดยทั่วไป

316L, 2205 ดูเพล็กซ์ และโลหะผสมนิกเกิล เช่น 625, 825 และ Monel K500 เป็น CRA บริการเปรี้ยว-ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งแต่ละประเภทเหมาะกับช่วงความรุนแรงและสภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่แตกต่างกัน

สเตนเลส 304/304L ไม่ได้รับการยอมรับสำหรับการให้บริการที่มีรสเปรี้ยวภายใต้ NACE MR0175/ISO 15156 เนื่องจากมีความต้านทาน SSC ไม่เพียงพอ - ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนดทั่วไปที่ควรค่าแก่การรายงานตั้งแต่เนิ่นๆ ในการจัดซื้อจัดจ้าง

สองเส้นทางในการตรวจสอบคุณสมบัติวัสดุคืออะไร?

วัสดุจะถูกเลือกโดยตรงจากตารางคุณสมบัติเบื้องต้น-ของมาตรฐาน (เส้นทางที่กำหนด) หรือผ่านการรับรองโดยอิสระผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการ (เส้นทางประสิทธิภาพ ภาคผนวก B)

สำหรับการใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมนิกเกิลส่วนใหญ่ เส้นทางที่กำหนดจะเร็วกว่าและต่ำกว่า-ต้นทุน: หากโลหะผสม สภาพของโลหะผสม และสภาพแวดล้อมการบริการอยู่ภายในขีดจำกัดที่เผยแพร่ในตารางส่วนที่ 2 หรือส่วนที่ 3 ก็ไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบเพิ่มเติม

เมื่อโลหะผสม รูปแบบผลิตภัณฑ์ หรือสภาพแวดล้อมอยู่นอกตารางเหล่านั้น - ตัวอย่างเช่น ภูมิภาคที่มีความรุนแรงใหม่หรือโลหะผสมที่เป็นกรรมสิทธิ์ - ผู้ผลิตจะต้องมีคุณสมบัติดังกล่าวภายใต้ภาคผนวก B ซึ่งเกี่ยวข้องกับ-การทดสอบในห้องปฏิบัติการด้านสิ่งแวดล้อมจำลอง (เช่น วิธีทดสอบ SSC หรือ SCC ที่อ้างอิงในมาตรฐาน) เพื่อแสดงให้เห็นถึงความต้านทานการแตกร้าวภายใต้เงื่อนไขการบริการที่ต้องการ

NACE MR0175 เกี่ยวข้องกับ NACE MR0103 อย่างไร

NACE MR0175/ISO 15156 ควบคุมอุปกรณ์การผลิตน้ำมันและก๊าซต้นน้ำ ในขณะที่ NACE MR0103 ควบคุมอุปกรณ์การกลั่นน้ำมันขั้นปลาย - ทั้งสองเป็นสิ่งเสริมกัน ไม่สามารถใช้แทนกันได้

NACE MR0103 ซึ่งออกในปี 2003 ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมการกลั่น ซึ่งแตกต่างจากสภาพแวดล้อมการผลิตในด้านอุณหภูมิ ความดัน และเคมีของไหล ส่วนประกอบบางอย่าง - เช่น โลหะผสมนิกเกิลบางชนิด - มีคุณสมบัติภายใต้ทั้งสองมาตรฐาน แต่มีเพดานความแข็งที่แตกต่างกัน ดังนั้นการระบุมาตรฐานที่ถูกต้องสำหรับส่วนที่ถูกต้องของห่วงโซ่คุณค่าจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ส่วนประกอบที่มาจากหลุมผลิตควรอ้างอิง NACE MR0175/ISO 15156 ส่วนประกอบสำหรับหน่วยกระบวนการกลั่นควรอ้างอิง NACE MR0103 เว้นแต่ข้อกำหนดของโครงการจะกำหนดทั้งสองอย่างชัดเจน

ผู้ซื้อควรระบุอะไรในใบสั่งซื้อ?

อ้างอิงทั้งชื่อมาตรฐาน ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง ขอบเขตความรุนแรงหรือขีดจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม เพดานความแข็งที่ต้องการ และระดับการรับรอง (EN 10204 3.1 หรือ 3.2)

ข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน: "NACE MR0175/ISO 15156-3" (หรือส่วนที่เกี่ยวข้อง) แทนที่จะใช้ชื่อใดชื่อหนึ่งเพียงอย่างเดียว

ขีดจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม: ความดันย่อย H₂S, pH ในแหล่งกำเนิด- ความเข้มข้นของคลอไรด์ และอุณหภูมิสำหรับบริการที่ต้องการ

ข้อกำหนดด้านความแข็ง: เพดาน HRC/HV10 เฉพาะที่ใช้กับโลหะผสมและเงื่อนไขที่สั่ง

สภาวะ: สารละลาย-ผ่านการอบอ่อนแล้ว ไม่มีงานเย็น หรือสถานะการบำบัดด้วยความร้อนที่จำเป็นอื่นๆ-

การรับรอง: EN 10204 ประเภท 3.1 สำหรับการตรวจสอบย้อนกลับแบบมาตรฐาน หรือประเภท 3.2 พร้อมพยานบุคคลที่สาม-ที่เป็นอิสระสำหรับโครงการนอกชายฝั่งหรือผู้ดำเนินการหลัก-ที่สำคัญ

ภาษาในการสั่งซื้อที่แม่นยำ-จะหลีกเลี่ยงสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของวัสดุที่ถูกปฏิเสธ นั่นคือ ซัพพลายเออร์ที่ส่งมอบโลหะผสมที่มีเทคนิคดีซึ่งไม่เคยตรวจสอบกับความแข็งเฉพาะและขีดจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมที่การใช้งานของผู้ซื้อต้องการ

เหตุใดจึงมีความสำคัญสำหรับผู้ผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมนิกเกิล

เนื่องจากความล้มเหลวในการปฏิบัติตามข้อกำหนดปรากฏเป็นความล้มเหลวของฟิลด์ - และในบริการ H₂S ส่วนประกอบที่แคร็กถือเป็นเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย ไม่ใช่แค่การเรียกร้องการรับประกัน

NACE MR0175/ISO 15156 explicitly does not address general or localized corrosion, mechanical design, or manufacturing quality control on its own - it solely targets environmental cracking resistance. That means compliance with the standard is necessary but not sufficient for fitness for service; alloy selection still has to account for erosion, general corrosion, and mechanical loading separately.

ผู้ผลิตที่จัดทำเอกสารการทดสอบความแข็ง -บันทึกการบำบัดด้วยความร้อน และองค์ประกอบทางเคมีเทียบกับตารางที่ถูกต้อง - และผู้ที่ออกใบรับรองที่ระบุมาตรฐาน ชิ้นส่วน และฉบับอย่างชัดเจน - ช่วยให้ทีมวิศวกรรมและฝ่ายจัดซื้อมีพื้นฐานในการป้องกันสำหรับการเลือกใช้วัสดุ และลดความเสี่ยงของการถูกปฏิเสธในภาคสนามหรือ-ความล้มเหลวในการให้บริการซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง

คำถามที่พบบ่อย

ISO 15156 เข้มงวดกว่า NACE MR0175 หรือไม่

ไม่ พวกเขามีข้อกำหนดทางเทคนิคเดียวกัน ก็ไม่เข้มงวดมากนัก ชื่อคู่สะท้อนถึงการตีพิมพ์ร่วมกัน ไม่ใช่กฎเกณฑ์ที่แตกต่างกัน

ระดับ H₂S ใดที่กระตุ้นให้เกิดการปฏิบัติตามข้อกำหนด NACE MR0175/ISO 15156

เกณฑ์ของสนามที่อ้างถึงโดยทั่วไปคือแรงดันย่อย H₂S ที่สูงกว่า 0.3 kPa (0.05 psia) ในเฟสก๊าซ แม้ว่า HIC และ SCC จะอยู่ภายใต้ขีดจำกัดที่แตกต่างกัน และข้อกำหนดเฉพาะของโครงการควบคุมจะมีความสำคัญกว่าเสมอ

สแตนเลส 304 สามารถใช้กับบริการเปรี้ยวได้หรือไม่?

ไม่ TP304/304L ไม่ได้รับการยอมรับภายใต้ NACE MR0175/ISO 15156 เนื่องจากมีความต้านทานการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์ไม่เพียงพอ

เหล็กคาร์บอนตามมาตรฐานมีความแข็งสูงสุดคือเท่าใด?

ประมาณ 22 HRC เทียบเท่ากับประมาณ 250 HV10 หรือ 237 HBW ใช้กับโลหะฐาน โลหะเชื่อม และบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-

NACE MR0175 ใช้กับโรงกลั่นหรือไม่

โดยทั่วไปไม่มีสภาพแวดล้อมการปรับแต่ง - ที่ถูกครอบคลุมโดยมาตรฐาน NACE MR0103 ที่เกี่ยวข้อง NACE MR0175/ISO 15156 กำหนดเป้าหมายไปที่การผลิตน้ำมันและก๊าซขั้นต้นน้ำ และอุปกรณ์บำบัดก๊าซ

โลหะผสมจะมีคุณสมบัติอย่างไรหากไม่อยู่ในตารางมาตรฐาน

ผ่านเส้นทางตามประสิทธิภาพ-ในภาคผนวก B ซึ่งต้องมีการทดสอบในห้องปฏิบัติการภายใต้เงื่อนไขการบริการจำลองเพื่อแสดงให้เห็นถึงความต้านทานการแตกร้าว