Scritto da: Emma, Ingegnere Tecnico Vendite Reviewed by: Ethan, Ingegnere Materiali
Un ordine d'acquisto che dice "316L di acciaio inossidabile, servizio di petrolio e gas" è incompleto in un modo che può essere pericoloso.che temperatura e pressione parziale H2S vedrà la parteNel settore petrolifero e del gas, sono le omissioni, non la scelta della lega, a determinare le cause dei guasti dei materiali.
Questa guida percorre l'intera catena di selezione peracciaio inossidabile per petrolio e gas:ambiente di servizio → selezione dei materiali → requisiti NACE/ISO → sperimentazione → specifiche di acquistoSpiega perché un grado è scelto per una determinata condizione e come scrivere un ordine che un fornitore possa quotare e un ispettore ricevente possa verificare.
La disciplina più importante in questo campo è la sequenza: prima definire l'ambiente, poi selezionare il grado, poi confermare i requisiti di NACE/ISO e di prova.Invertire l'ordine di acquisto, partendo da un nome di grado e lavorando all'indietro, è la causa principale della maggior parte degli errori di acquisto di servizi acidi..
Gli ambienti di petrolio e di gas concentrano contemporaneamente diversi meccanismi di corrosione e di crepa e il grado deve essere selezionato in base al grado di corrosione e di crepa.combinazione, non contro una minaccia isolata:
La conseguenza è che la scelta dei materiali deve essere fatta in base allemedia, temperatura, pressione, concentrazione di cloruro, esposizione all'H2S e stato di stressUn grado eccellente in una condizione di petrolio e gas può essere inaccettabile in un'altra.
Un tema strutturale attraversa tutti questi rischi:gli acciai inossidabili austenitici sono sensibili al cloruro SCCsotto stress di trazione, motivo per cui i gradi duplex e super duplex con la loro resistenza ai cloruri SCC sono diventati le scelte standard di CRA per il servizio di produzione di cloruri e acidi.Questo non è dovuto al fatto che i gradi duplex siano di "qualità superiore""ma perché la loro microstruttura affronta i meccanismi specifici di guasto che dominano nel petrolio e nel gas.
Quattro gradi inossidabili coprono la maggior parte delle leghe resistenti alla corrosione (CRA) di petrolio e gas, ognuna con una logica distinta:
| Grado | Unione delle Nazioni | Microstruttura | Resistenza alla corrosione | Forza | Uso tipico | Considerazione per il servizio aspro |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 316L | S31603 | Austenitici | Cloruro buono in generale, moderato | Moderato | Superficie non acida/utilità | Generalmente non per servire acidi |
| 904L | N08904 | Austenitici | Migliore resistenza ai cloruri/acidi | Moderato | Servizio contenente cloruro/acido | Ancora austenitici (suscettibili a SCC) |
| 2205 | S32205 | Doppia struttura | Buona resistenza ai cloruri + SCC | Alto (~ 2× austenitico) | Servizio dei cloruri, linee di flusso, strutture | Utilizzare entro i limiti della parte 3 dell'ISO 15156 |
| 2507 | S32750 | Super duplex | Eccellente resistenza ai cloruri | Altezza | Cloruro/acido severo, sottomarino | Margine superiore, entro i limiti della parte 3 |
Non leggere questa tabella come una semplice classificazione "316L < 904L < 2205 < 2507". Ogni grado ottimizza una diversa combinazione di resistenza alla corrosione, resistenza e resistenza alle crepe,e la scelta corretta dipende dalle condizioni specifiche di servizio.
Servizio acidosi riferisce a un ambiente che contienesulfuro di idrogeno (H2S)a livelli che possono causare la fenditura da stress da solfuro in materiali sensibili.La presenza di H2S modifica la selezione dei materiali perché introduce meccanismi di cracking (SSC e cracking legato all'idrogeno) che non esistono nel servizio dolce (senza H2S).
NACE MR0175 / ISO 15156è la norma internazionale per i materiali utilizzati in ambienti contenenti H2S nella produzione di petrolio e gas.Esso definisce quali materiali sono accettabili per la preparazione acida e sotto quali limiti ambientali , per le leghe resistenti alla corrosione, limiti di temperatura, pressione parziale H2S, contenuto di cloruri e pH, nonché requisiti per la durezza e il trattamento termico.principi generali, acciai al carbonio e a bassa lega, leghe resistenti alla corrosione (CRA) e altre leghe.
La distinzione cruciale per gli acquirenti:La NACE MR0175 / ISO 15156 è uno standard di qualificazione dei materiali per il servizio acido, mentre l'ASTM è uno standard dei prodotti materiali.Rispetto ASTM A240 (composizione e proprietà)- No, no.significa che un materiale è automaticamente accettabile per il servizio acido specifico che l'accettabilità è regolata dai limiti ambientali e dai requisiti di condizione dei materiali di ISO 15156.I due devono essere soddisfatti insieme., contro l'ambiente effettivo, la condizione del materiale, la durezza, il trattamento termico e la via di produzione.
In base alla norma ISO 15156, l'applicabilità della norma e quindi i requisiti relativi ai materiali sono determinati da fattori quali laPressione parziale e pressione totale di H2SAl di sotto della soglia applicabile, l'ambiente non può essere classificato come servizio acido ai fini della norma.Poiché tali soglie e i corrispondenti limiti per le leghe resistenti alla corrosione (di cui alla parte 3) sono specifici e dipendono dalla versione, un acquirente dovrebbe sempre confermare l'edizione ISO 15156 applicabile e i parametri di servizio effettivi piuttosto che presumere che "qualsiasi H2S significhi un servizio acido".
Dal punto di vista degli acquisti, la "conformità alla NACE" è verificata attraverso una serie specifica di controlli, non una singola prova.
È un errore ritenere che ogni progetto NACE/ISO richieda la stessa batteria di prova.che cosa richiede la norma(come i controlli della durezza e della condizione),che cosa richiede la specifica del progetto(come ad esempio le prove specifiche di SSC o di corrosione), eche cos'è la verifica supplementare facoltativaL'ordine d'acquisto deve indicare esattamente quali di essi si applicano.
La durezza merita particolare attenzione perché è uno dei controlli più spesso trascurati.o una condizione di trattamento termico non corretta può rendere una lega altrimenti adatta suscettibile di SSC in servizio acidoQuesto è il motivo per cui il materiale acido viene spesso fornito nel settore dei servizicondizione annelata in soluzione con un requisito di durezza massimaUn UNS corretto e una chimica corretta sono necessari ma non sufficienti se la durezza è sbagliata.
Il seguente è unguida alla selezione, non una regola assoluta- la scelta effettiva deve essere confermata rispetto alla norma applicabile e all'ambiente specifico:
Qui non sono indicate temperature assolute, concentrazioni di H2S o soglie di cloruro, poiché standard, forme di prodotto e condizioni di progettazione differenti producono limiti diversi.I limiti ambientali ISO 15156 e le specifiche del progetto devono essere consultati per il caso specifico..
Due paragoni spiegano la logica più chiaramente.904L contro 2205:entrambe resistono al cloruro meglio del 316L, ma il 904L rimane di grado austenitico e pertanto è ancora suscettibile al cloruro SCC,considerando che la struttura duplex del 2205 resiste al cloruro SCC e aggiunge circa il doppio della resistenza al rendimentoPer questo motivo, quando la resistenza e la resistenza SCC sono importanti, si preferisce il 2205; il 904L guadagna il suo posto dove le sue leghe particolari (elevato tenore di nichel, molibdeno,e rame) è prezioso nel servizio contenente cloruri e acidi.2205 contro 2507:2507 non è un aggiornamento automatico è giustificato solo quando il margine di corrosione del 2205 entro i limiti ISO 15156 è insufficiente per un ambiente più acido o clorurico,e porta un controllo più rigoroso della saldatura e della fabbricazione.
Una specifica completa dell'acciaio inossidabile per il petrolio e il gas dovrebbe includere:
Il seguente è unEsempio solo, non testo standard NACE o ASTM:
Esempio:"tubo in acciaio inossidabile super duplex, 2507 / UNS S32750, a ASTM A790 (edizione corrente), ricottato in soluzione, durezza massima secondo i requisiti ISO 15156 applicabili,per il servizio acido secondo la NACE MR0175/ISO 15156 applicabile all'ambiente indicato, EN 10204 Certificato di ispezione di tipo 3.2, PMI al ricevimento".
Q1: Quale acciaio inossidabile è il migliore per il petrolio e il gas?
Non esiste un singolo "miglior" grado. 316L si adatta al servizio generale dolce, 904L aggiunge resistenza al cloruro / acido, e duplex 2205 / super duplex 2507 sono scelti per cloruro, resistenza, resistenza SCC,e acid service ̇ ciascuno entro i limiti applicabili.
D2: Il 316L è adatto al servizio acido?
Generalmente no. I gradi austenitici standard come il 316L non sono tipicamente selezionati per il servizio acido contenente H2S; i gradi duplex e super duplex e le leghe di nichel sono le solite scelte CRA inossidabili,soggetto ai limiti ambientali ISO 15156.
D3: Che cos'è la NACE MR0175 / ISO 15156?
È la norma internazionale per i materiali utilizzati in ambienti contenenti H2S (acidi) nella produzione di petrolio e gas, che definisce i materiali accettabili e i limiti ambientali,più requisiti di durezza e di trattamento termico.
D4: La conformità ASTM significa la conformità alla NACE?
ASTM definisce la composizione e le proprietà del materiale; ISO 15156 definisce se tale materiale è accettabile per uno specifico ambiente di servizio acido.
D5: Duplex 2205 è adatto per il servizio acido?
2205 è una CRA comune per il servizio acido, ma solo entro i limiti ambientali definiti nella parte 3 della norma ISO 15156 per la temperatura specifica, la pressione parziale H2S, il livello di cloruro e il pH.Non è assolutamente accettabile..
D6: Quando è giustificato Super Duplex 2507?
Quando l'ambiente è severo, un grado di cloruro più elevato, una temperatura più elevata o una gravità di H2S più elevata, e 2205 non fornisce un margine di corrosione sufficiente entro i limiti di ISO 15156.
Q7: Quali prove sono richieste per l'acciaio inossidabile NACE?
Non esiste una singola batteria di prova, in genere sono coinvolte la verifica della durezza, la composizione, le proprietà meccaniche e le condizioni di trattamento termico,più prova SSC/HIC o prova di corrosione se specificata nel progettoI requisiti devono essere definiti per lo standard e per il progetto.
D8: Cosa dovrebbe essere incluso in un ordine di acquisto di acciaio inossidabile per petrolio e gas?
Grado + UNS, norma ASTM/EN, forma e dimensioni del prodotto, trattamento termico, requisiti di durezza, conformità alla NACE MR0175/ISO 15156, se del caso, tipo MTC, PMI, prove supplementari,e informazioni sulla temperatura/pressione/H2S/cloruro di esercizio.
D9: Un materiale può essere "certificato NACE" dalla fabbrica?
Non in senso generale: un materiale può essere fornito in un grado e in una condizione che soddisfano i requisiti ISO 15156 applicabili per un ambiente specificato,ma l'accettabilità dipende sempre dall'ambiente specifico del servizio e dall'edizione standard applicabile- dovrebbe essere confermato per progetto piuttosto che presupposto da un'etichetta di certificato.
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Disclaimer: questo articolo fornisce informazioni di riferimento per l'istruzione e gli appalti.trattamento termico, e forma del prodotto, e deve essere confermata rispetto all'edizione standard applicabile e al disciplinare del progetto.
