1. Aperçu général

La norme NACE MR0175/ISO 15156 est la norme internationale de référence pour la sélection des matériaux métalliques utilisés dans les environnements de production de pétrole et de gaz contenant du H₂S (environnements acides). Publiée conjointement par NACE International (désormais AMPP) et l'Organisation internationale de normalisation (ISO), sa version actuellement en vigueur est ANSI/NACE MR0175-2021/ISO 15156:2020.

L'établissement de cette norme découle de la volonté de l'industrie d'exploiter des formations plus profondes et des ressources offshore plus éloignées. Avec l'essor des gisements de pétrole et de gaz acides, la corrosion due au sulfure d'hydrogène est devenue un problème de plus en plus critique, notamment la fissuration sous contrainte par les sulfures (SSC), qui peut provoquer une rupture fragile des aciers au carbone à haute résistance et des aciers faiblement alliés, et entraîner des incidents catastrophiques.

2. Structure et étendue standard

La norme est divisée en trois parties, combinées dans un seul fichier PDF, et comprend plusieurs circulaires techniques publiées en 2021 et 2022 :

Partie	Portée	Contenu clé
Partie 1	Principes généraux	Définit les environnements acides, les principes de base de sélection des matériaux et les méthodes de qualification.
Partie 2	Aciers au carbone et faiblement alliés	Limites de dureté (≤ 22 HRC), exigences de soudage, contrôle chimique
Partie 3	CRA et autres alliages	limites environnementales par famille d'alliages (température, pH₂S, concentration en chlorures)

Cette norme s'applique aux équipements utilisés dans les usines de production de pétrole et de gaz et d'épuration du gaz naturel, où une défaillance pourrait présenter des risques pour la santé et la sécurité du public et du personnel, ou pour l'environnement. Elle traite de tous les mécanismes de fissuration causés par le H₂S, notamment la fissuration par corrosion sous contrainte (SSC), la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), la fissuration induite par l'hydrogène (HIC), la fissuration par corrosion sous contrainte (SWC), etc.

3. Définition d'un environnement acide

Selon la norme, lorsque la pression partielle de H₂S en phase gazeuse dépasse 0,3 kPa (0,05 psia), l'environnement est classé comme acide, ce qui nécessite une sélection des matériaux conformément aux exigences de la norme.

Les équipements concernés comprennent les têtes de puits, les arbres de Noël, les systèmes de tuyauterie, les séparateurs, les conduites d'écoulement dans les installations de production en amont et les systèmes de pipelines transportant des hydrocarbures acides.

4. Exigences matérielles clés

Aciers au carbone et faiblement alliés (Partie 2)

La dureté du métal de base, du métal d'apport et de la ZAT ne doit pas dépasser 22 HRC (248 HV10).

Le traitement thermique après soudage (TTAS) est obligatoire

Un contrôle chimique strict est requis.

Alliages résistants à la corrosion (Partie 3)

Les matériaux couramment qualifiés comprennent : l'acier inoxydable 316, les alliages 6-moly, l'acier inoxydable duplex 2507, l'alliage 825, l'alliage 625, l'alliage C-276 et l'alliage 400. Chacun a des limites environnementales spécifiques pour la température, la pression partielle de H₂S et la concentration de chlorure.

5. Principales mises à jour et perspectives d'avenir

L’édition 2021/2020 a conservé sa structure initiale par rapport à l’édition 2003, avec des mises à jour progressives apportées par le biais de circulaires techniques. En 2018, les comités de direction ont convenu qu’une refonte majeure était nécessaire afin d’en faciliter l’utilisation et d’intégrer les avancées du secteur.

Une version entièrement réécrite est actuellement soumise au vote et à la publication de l'ISO, restructurée en trois nouvelles parties :

Partie 1 : Exigences relatives aux matériaux et au traitement

Partie 2 : Évaluation de l'environnement de service et sélection des matériaux

Partie 3 : Exigences de vérification, de qualification et de vote

La nouvelle version fournit beaucoup plus de détails sur les procédures de test H₂S, y compris des conseils sur l'échantillonnage, la sélection de la méthode de test et l'étendue des tests requis pour la qualification du produit.

6. Importance pratique

La norme NACE MR0175/ISO 15156 constitue le fondement du choix des matériaux pour l'exploitation des gisements de pétrole et de gaz en milieu acide. Elle souligne qu'aucun acier inoxydable n'est totalement à l'abri de la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures ; une connaissance approfondie des limites des alliages est donc essentielle pour le choix des matériaux dans les environnements acides exigeants. Les équipements particulièrement sensibles à la corrosion, tels que les vannes, les raccords et l'instrumentation, doivent être strictement conformes à la norme. Tous les matériaux destinés à être utilisés en milieu acide doivent faire l'objet d'une traçabilité complète, avec des certificats d'essais en usine attestant des essais de dureté, de la conformité chimique et des conditions de traitement thermique.

Dans les gisements de pétrole et de gaz en milieu sulfureux, le choix des matériaux est principalement régi par la norme NACE MR0175 / ISO 15156. Cette norme constitue la référence pour garantir le fonctionnement sûr des équipements en présence de sulfure d'hydrogène (H₂S). Elle couvre l'ensemble des équipements et composants sous pression, des têtes de puits aux unités de traitement en aval.

Équipements de tête de puits et de fond de puits : équipements de tête de puits, tubes et tubages (tubes de production, tubages).

Tuyauterie et composants de raccordement : conduites utilisées pour le transport de pétrole et de gaz sur de longues distances, par exemple,API 5L grade X65 conduite, etc.

Équipements de traitement et de transfert de surface : récipients sous pression, séparateurs – équipements sous pression utilisés pour la séparation et le traitement du pétrole/gaz.

En plus des produits mentionnés ci-dessus, la norme couvre également différents types de matériaux, notamment l'acier au carbone, l'acier faiblement allié, l'acier inoxydable et les alliages à base de nickel.