ISO 15156 در مقابل NACE MR0175: الزامات مواد مورد نیاز خدمات جهانی ترش - دانش

ISO 15156 و NACE MR0175 برای تمام اهداف عملی، استاندارد یکسانی هستند. از سال 2003، NACE بین‌المللی و سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) به طور مشترک یک سند فنی واحد را حفظ کرده‌اند که تحت عنوان دوگانه NACE MR0175/ISO 15156 منتشر شده است. هیچ شکاف فنی معناداری بین آنها وجود ندارد - انتخاب نامی که برای استناد کردن وجود دارد یک موضوع کنوانسیون منطقه‌ای است، نه الزامات متفاوت.

ISO 15156 vs NACE MR0175

سولفید هیدروژن (H2S) یکی از مخرب ترین آلاینده هایی است که یک قطعه نفتی یا تجهیزات پالایشی می تواند با آن مواجه شود. حتی مقادیر ناچیز، تحت تنش کششی، می‌توانند بدون هشدار باعث ترک خوردن یک جزء شوند - یک حالت خرابی به نام ترک استرس سولفیدی (SSC). برای جلوگیری از این امر، صنعت نفت و گاز به یک سند حاکم برای انتخاب مواد متکی است: NACE MR0175/ISO 15156.

این مقاله مواردی را که استاندارد پوشش می‌دهد، نحوه ارتباط ISO 15156 و NACE MR0175 با یکدیگر، و آنچه خریداران فولاد ضد زنگ و آلیاژ نیکل باید مشخص کنند تا مطابقت داشته باشند را توضیح می‌دهد.

بله از زمان هماهنگ سازی در سال 2003، ISO 15156 و NACE MR0175 به یک مجموعه محتوای فنی اشاره دارد که به طور موازی توسط دو سازمان منتشر شده است.

قبل از سال 2003، NACE MR0175 سندی بود که برای اولین بار در سال 1975 توسط NACE International (آن زمان انجمن ملی مهندسین خوردگی) صادر شد. اروپا و سایر مناطق اغلب بر اساس مشخصات ملی یا شرکتی جداگانه کار می کردند. پس از یک تلاش چند ساله هماهنگ‌سازی، NACE و ISO محتوای فنی را در یک استاندارد واحد و بین‌المللی ادغام کردند.

Are ISO 15156 and NACE MR0175 Really the Same Standard

NACE به فروش و ارجاع آن به عنوان "NACE MR0175" ادامه می دهد، در حالی که ISO محتوای فنی یکسان را با عنوان "ISO 15156" منتشر می کند. اکثر سفارشات خرید و مشخصات پروژه اکنون هر دو نام را با هم ذکر می کنند - NACE MR0175/ISO 15156 - به طور خاص برای جلوگیری از ابهام در مناطق مختلف.

برای یک تولید کننده یا خریدار، این در عمل به یک معنی است: یک ماده واجد شرایط ISO 15156 دارای واجد شرایط NACE MR0175 است و بالعکس. هیچ مسیر انطباق جداگانه ای برای مدیریت وجود ندارد.

این تعریف می‌کند که کدام فلزات - و تحت چه سختی، حرارت{1} و شرایط محیطی - در برابر ترک خوردن در محیط‌های H2S{{3} حاوی نفت و گاز در سه بخش مقاومت می‌کنند.

این استاندارد در سه بخش منتشر شده است که هر بخش خانواده مواد متفاوتی را هدف قرار می دهد:

قسمت 1 - اصول کلی: اصطلاحات خدمات ترش، مکانیسم‌های ترک، و چارچوب شدت محیطی (فشار جزئی H2S و pH در{1}) مورد استفاده در استاندارد را تعریف می‌کند.

بخش 2 - کربن و فولادهای کم آلیاژ-: فولادهای مرزی ساختاری و فشار-، از جمله چدن‌ها، با سختی و کنترل‌های پردازش برای جلوگیری از SSC را پوشش می‌دهد.

قسمت 3 - آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی-(CRA): فولادهای زنگ نزن آستنیتی و دوبلکس، آلیاژهای نیکل و آلیاژهای تیتانیوم - دسته بندی هایی را که مربوط به سازندگان فولاد ضد زنگ و آلیاژ نیکل هستند را پوشش می دهد.

این استاندارد به چندین مکانیسم ترک متمایز فراتر از SSC ساده می پردازد، از جمله ترک خوردگی تنشی (SCC)،{0}ترک ناشی از هیدروژن (HIC)، و ترک گام به گام - که هر کدام توسط مجموعه ای از محدودیت های مواد و محیطی کنترل می شوند.

هنگامی که فشار جزئی H2S در فاز گاز از 0.3 کیلو پاسکال (0.05 psia) فراتر رفت، تجهیزات تحت قوانین خدمات ترش قرار می‌گیرند، هرچند که مشخصات پروژه قابل اجرا همیشه حاکم است.

زیر این آستانه، مواد استاندارد مانند ASTM A105 یا A106 معمولاً بدون انطباق NACE MR0175/ISO 15156 - که معمولاً "سرویس شیرین" نامیده می شود، قابل قبول هستند. در بالای آن، مناطق شدت استاندارد (منطقه 0 تا ناحیه 3، بر اساس فشار جزئی H2S و pH) تعیین می‌کنند که کدام درجه‌ها، محدودیت‌های سختی و الزامات آزمایش اعمال می‌شوند. از آنجایی که HIC و SCC می‌توانند در آستانه‌های مختلف - گاهی پایین‌تر از SSC رخ دهند، مهندسان هرگز نباید فرض کنند که یک عدد واحد هر مکانیزم ترک را پوشش می‌دهد. مشخصات پروژه حاکم و جدول مربوطه در قسمت 2 یا قسمت 3 باید مستقیماً بررسی شود.

سختی میدان اصلی استاندارد است-کنترل قابل تأیید: تقریباً 22 HRC برای کربن و فولاد کم آلیاژ-، محدودیت‌های مشابه برای بسیاری از گریدهای ضد زنگ آستنیتی، و سقف‌های - آلیاژی-ویژه - برای سطوح دوبلکس ضد زنگ و نیکل C{6}.

سختی اهمیت دارد زیرا ریزساختارهای سخت‌تر و با استرس بیشتر در برابر ترک‌خوردگی{0}}به کمک هیدروژن حساس‌تر هستند. جدول زیر محدودیت‌های معمولاً ذکر شده را خلاصه می‌کند. مقادیر دقیق به آلیاژ خاص، شکل محصول و منطقه شدت بستگی دارد، بنابراین نسخه فعلی قسمت 2 یا قسمت 3 همیشه باید مرجع نهایی باشد.

خانواده مادی	حد معمول سختی	کلیدهای کنترل اضافی
کربن و فولاد کم آلیاژ-	حداکثر 22 HRC / 250 HV10 (≈237 HBW)	PWHT اغلب مورد نیاز است. فلز پایه، فلز جوش و HAZ همگی کنترل می شوند
ضد زنگ آستنیتی (به عنوان مثال، 316L)	معمولاً کمتر یا مساوی 22 HRC، محلول- بازپخت می‌شود	بدون کار سرد برای افزایش قدرت؛ محدودیت های ترکیب در C، S، P
ضد زنگ دوبلکس (به عنوان مثال، 2205، سوپر دوبلکس)	تقریباً 28–32 HRC، آلیاژ- و منطقه- وابسته است	محتوای فریت کنترل شده؛ رویه های سخت جوش و PWHT
آلیاژهای نیکل (به عنوان مثال، آلیاژ 625، 825)	آلیاژ- و شرایط-خاص. به طور کلی سقف های بالاتر	واجد شرایط برای جداول محدودیت محیطی در قسمت 3

در مجموعه‌های جوشی، استاندارد مستلزم بررسی سختی در سراسر فلز اصلی،-منطقه تحت تأثیر حرارت، و فلز جوش - نه فقط صفحه پایه یا لوله - است، زیرا HAZ معمولاً حساس‌ترین ناحیه ترک-است.

آلیاژهای 316L، 2205 دوبلکس، و نیکل مانند 625، 825، و Monel K500 CRAهای خدماتی ترش به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر کدام برای محدوده شدت و محیط کلرید متفاوتی مناسب هستند.

آلیاژ	شماره UNS	نقش معمولی خدمات ترش
316 لیتر ضد زنگ	S31603	لوله ها و اتصالات CRA عمومی در محیط های H2S/chloride متوسط
دوبلکس 2205	S31803 / S32205	لوله‌ها، پوشش‌ها و آسترهای با استحکام بالاتر-با CO2، کلریدها و H2S کم تا-
سوپر دوبلکس	S32750 / S32760	کلرید تهاجمی و محیط های ترش متوسط که به PREN بالاتر نیاز دارند
آلیاژ 625	N06625	محیط‌های ترش-با شدت بالا؛ مقاومت SCC عالی
آلیاژ 825	N08825	خدمات ترش با شدت متوسط-تا-با مقاومت در برابر خوردگی عمومی خوب
مونل K500	N05500	بست های سرویس ترش و قطعاتی که به استحکام بیشتری نیاز دارند

ضد زنگ 304/304L به طور قابل توجهی برای خدمات ترش تحت NACE MR0175/ISO 15156 به دلیل مقاومت ناکافی SSC - یک خطای معمولی مشخصات که ارزش پرچم گذاری در اوایل تهیه را دارد، پذیرفته نمی شود.

یک ماده یا مستقیماً از جداول پیش{0} واجد شرایط استاندارد (مسیر تجویزی) انتخاب می شود یا به طور مستقل از طریق آزمایش آزمایشگاهی واجد شرایط می شود (مسیر عملکرد، پیوست B).

What Are the Two Routes to Qualify a Material

برای اکثر کاربردهای فولاد زنگ نزن و آلیاژ نیکل، مسیر تجویزی سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر است: اگر یک آلیاژ، شرایط آن و محیط سرویس در محدوده‌های منتشر شده در جداول قسمت 2 یا قسمت 3 قرار گیرند، نیازی به آزمایش اضافی نیست.

هنگامی که یک آلیاژ، فرم محصول یا شرایط محیطی خارج از آن جداول قرار می گیرد - برای مثال، یک منطقه شدت جدید یا یک آلیاژ اختصاصی -، سازنده باید آن را تحت ضمیمه B، که شامل آزمایش‌های آزمایشگاهی محیطی شبیه‌سازی شده (مانند روش‌های آزمایش SSC یا SCC ذکر شده در شرایط استاندارد c) است، واجد شرایط کند.

NACE MR0175/ISO 15156 تجهیزات بالادستی تولید نفت و گاز را کنترل می‌کند، در حالی که NACE MR0103 تجهیزات پایین‌دستی پالایش نفت را کنترل می‌کند - این دو مکمل یکدیگر هستند، نه قابل تعویض.

NACE MR0103 که در سال 2003 منتشر شد، به طور خاص برای محیط های پالایشی که از نظر دما، فشار و شیمی سیالات با محیط های تولید متفاوت است، توسعه یافت. برخی از اجزای - مانند آلیاژهای نیکل خاص - تحت هر دو استاندارد اما در سقف‌های سختی متفاوت هستند، بنابراین تعیین استاندارد صحیح برای بخش صحیح زنجیره ارزش ضروری است.

مولفه ای که برای سر چاه تهیه می شود باید NACE MR0175/ISO 15156 را ارجاع دهد. یک جزء برای یک واحد فرآیند پالایشگاه باید NACE MR0103 را ارجاع دهد، مگر اینکه مشخصات پروژه صراحتاً به هر دو نیاز داشته باشد.

به هر دو نام استاندارد، قسمت قابل اجرا، منطقه شدت یا محدودیت های محیطی، سقف سختی مورد نیاز، و سطح گواهی (EN 10204 3.1 یا 3.2) مراجعه کنید.

مرجع استاندارد: "NACE MR0175/ISO 15156-3" (یا قسمت مربوطه) به جای هر نام به تنهایی.

محدودیت های محیطی: فشار جزئی H2S، pH در محل، غلظت کلرید و دما برای سرویس مورد نظر.

الزامات سختی: سقف خاص HRC/HV10 قابل اعمال برای آلیاژ و شرایط سفارش شده.

شرایط: محلول-بازپخت شده، بدون کار سرد، یا دیگر حالت عملیات حرارتی مورد نیاز-.

گواهینامه: EN 10204 نوع 3.1 برای قابلیت ردیابی استاندارد، یا نوع 3.2 با شاهد مستقل-طرف ثالث برای پروژه‌های مهم فراساحلی یا اپراتورهای بزرگ-.

خرید دقیق-از تنها علت رد شدن مواد جلوگیری می‌کند: عرضه‌کننده‌ای که آلیاژی از نظر فنی سالم تحویل می‌دهد که هرگز در برابر سختی خاص و محدودیت‌های محیطی مورد نیاز خریدار تأیید نشده است.

از آنجا که خرابی‌های انطباق به‌عنوان خرابی‌های میدانی - ظاهر می‌شوند و در سرویس H2S، یک قطعه ترک خورده یک حادثه ایمنی است، نه فقط یک ادعای ضمانت.

Why Does This Matter for Stainless Steel and Nickel Alloy Manufacturers

NACE MR0175/ISO 15156 صراحتاً به خوردگی عمومی یا موضعی، طراحی مکانیکی یا کنترل کیفیت ساخت توجهی نمی‌کند - فقط مقاومت در برابر ترک خوردگی محیطی را هدف قرار می‌دهد. این بدان معناست که رعایت استاندارد برای تناسب خدمات لازم است اما کافی نیست. انتخاب آلیاژ همچنان باید فرسایش، خوردگی عمومی و بارگذاری مکانیکی را جداگانه در نظر بگیرد.

سازندگانی که تست سختی،-سوابق عملیات حرارتی، و ترکیب شیمیایی را بر اساس جدول صحیح - مستند می‌کنند و گواهینامه‌ای صادر می‌کنند که استاندارد، قطعه و نسخه را به وضوح بیان می‌کند - به تیم‌های مهندسی و تدارکات مبنایی قابل دفاع برای انتخاب مواد می‌دهد و خطر شکست{3}} را کاهش می‌دهد.

آیا ISO 15156 سختگیرانه تر از NACE MR0175 است؟

نه. آنها دارای الزامات فنی یکسانی هستند. هیچکدام سختگیرتر نیستند. نام دوگانه نشان دهنده انتشار مشترک است، نه قوانین متفاوت.

چه سطح H₂S باعث انطباق NACE MR0175/ISO 15156 می شود؟

آستانه میدانی که معمولاً ذکر می‌شود، فشار جزئی H2S بالای 0.3 کیلو پاسکال (0.05 psia) در فاز گاز است، اگرچه HIC و SCC را می‌توان با محدودیت‌های متفاوتی کنترل کرد و مشخصات پروژه کنترل کننده همیشه اولویت دارد.

آیا می توان از فولاد ضد زنگ 304 در سرویس ترش استفاده کرد؟

شماره TP304/304L تحت NACE MR0175/ISO 15156 به دلیل مقاومت ناکافی در برابر ترک خوردگی تنش سولفید پذیرفته نمی شود.

حداکثر سختی برای فولاد کربنی تحت استاندارد چقدر است؟

تقریباً 22 HRC، معادل تقریباً 250 HV10 یا 237 HBW، روی فلز پایه، فلز جوش و منطقه تحت تأثیر حرارت اعمال می‌شود.

آیا NACE MR0175 برای پالایشگاه ها اعمال می شود؟

معمولاً هیچ - محیط پالایشی تحت پوشش استاندارد NACE MR0103 نیست. NACE MR0175/ISO 15156 تجهیزات بالادستی تولید نفت و گاز و تصفیه گاز را هدف قرار می دهد.

اگر آلیاژ در جداول استاندارد ذکر نشده باشد چگونه واجد شرایط است؟

از طریق مسیر مبتنی بر عملکرد{0}} در ضمیمه B، که به آزمایش آزمایشگاهی در شرایط خدمات شبیه سازی شده برای نشان دادن مقاومت در برابر ترک نیاز دارد.