1. Panoramica standard

La norma NACE MR0175/ISO 15156 è lo standard riconosciuto a livello globale per la selezione dei materiali metallici da utilizzare in ambienti di produzione di petrolio e gas contenenti H₂S (acidi). Pubblicata congiuntamente da NACE International (ora AMPP) e dall'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO), la revisione attualmente in vigore è ANSI/NACE MR0175-2021/ISO 15156:2020.

L'istituzione di questo standard deriva dalla spinta del settore verso formazioni più profonde e risorse offshore più remote. Con l'aumento dello sviluppo di giacimenti di petrolio e gas acidi, la corrosione causata dal solfuro di idrogeno è diventata sempre più critica, in particolare la tensocorrosione da solfuri (SSC), che può causare rotture fragili negli acciai ad alta resistenza al carbonio e a bassa lega, portando a incidenti catastrofici.

2. Struttura e ambito di applicazione standard

Lo standard è suddiviso in tre parti, riunite in un unico file PDF, e comprende diverse circolari tecniche pubblicate nel 2021 e nel 2022:

Parte	Ambito di applicazione	Contenuti principali
Parte 1	Principi generali	Definisce l'ambiente acido, i principi di base per la selezione dei materiali e i metodi di qualificazione.
Parte 2	Acciai al carbonio e a bassa lega	Limiti di durezza (≤22 HRC), requisiti di saldatura, controllo chimico
Parte 3	Leghe CRA e altre leghe	Limiti ambientali per famiglia di leghe (temperatura, pH₂S, concentrazione di cloruri)

La norma si applica alle apparecchiature utilizzate nella produzione di petrolio e gas e negli impianti di desolforazione del gas naturale, dove un guasto potrebbe comportare rischi per la salute e la sicurezza del pubblico e del personale o per l'ambiente. Essa prende in considerazione tutti i meccanismi di cracking causati dall'H₂S, inclusi SSC, SCC, HIC, SWC e altri.

3. Definizione di ambiente acido

Secondo la norma, quando la pressione parziale di H₂S nella fase gassosa supera 0,3 kPa (0,05 psia), l'ambiente viene classificato come acido, il che richiede la selezione dei materiali in base ai requisiti della norma stessa.

Le apparecchiature applicabili includono teste pozzo, alberi di Natale, sistemi di tubazioni, separatori, condotte di flusso negli impianti di produzione a monte e sistemi di gasdotti per il trasporto di idrocarburi acidi.

4. Requisiti principali dei materiali

Acciai al carbonio e a bassa lega (Parte 2)

La durezza del metallo base, del metallo di saldatura e della zona termicamente alterata non deve superare i 22 HRC (248 HV10).

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) è obbligatorio

È richiesto un rigoroso controllo chimico.

Leghe resistenti alla corrosione (Parte 3)

I materiali comunemente idonei includono: acciaio inossidabile 316, leghe al 6-molibdeno, acciaio inossidabile duplex 2507, lega 825, lega 625, lega C-276 e lega 400. Ciascuno di essi ha limiti ambientali specifici per temperatura, pressione parziale di H₂S e concentrazione di cloruri.

5. Aggiornamenti chiave e prospettive future

L'edizione 2021/2020 è rimasta strutturalmente coerente con l'edizione del 2003, con revisioni incrementali tramite circolari tecniche. Nel 2018, i comitati direttivi hanno convenuto che fosse necessaria una revisione sostanziale per migliorarne la facilità d'uso e incorporare i progressi del settore.

Una versione completamente riscritta è attualmente in fase di votazione ISO e di pubblicazione, ristrutturata in tre nuove parti:

Parte 1: Requisiti relativi ai materiali e al processo

Parte 2: Valutazione dell'ambiente di servizio e selezione dei materiali

Parte 3: Requisiti di verifica, qualificazione e votazione

La nuova versione fornisce molti più dettagli sulle procedure di test H₂S, comprese le linee guida sul campionamento, la selezione del metodo di prova e l'entità dei test richiesti per la qualificazione del prodotto.

6. Significato pratico

La norma NACE MR0175/ISO 15156 costituisce la base fondamentale per la selezione dei materiali nello sviluppo di giacimenti di petrolio e gas in ambienti acidi. La norma sottolinea che nessun acciaio inossidabile è completamente immune alla tensocorrosione indotta da cloruri: una conoscenza approfondita dei limiti delle leghe è essenziale per la selezione dei materiali in ambienti acidi e difficili. Le apparecchiature particolarmente suscettibili alla corrosione, come valvole, raccordi e strumentazione, richiedono la rigorosa conformità alla norma. Tutti i materiali impiegati in ambienti acidi devono essere completamente tracciabili, con certificati di collaudo del produttore che attestino i test di durezza, la conformità chimica e le condizioni del trattamento termico.

Negli ambienti di giacimento di petrolio e gas acidi, la selezione dei materiali segue principalmente lo standard NACE MR0175 / ISO 15156. Questo standard rappresenta la "regola d'oro" per garantire il funzionamento sicuro delle apparecchiature in ambienti contenenti acido solfidrico (H₂S). Si applica a tutte le apparecchiature e i componenti sottoposti a pressione, dagli impianti di testa pozzo alle unità di trattamento a valle.

Attrezzature di testa pozzo e di fondo pozzo: attrezzature di testa pozzo, tubi e colonne di rivestimento (tubi di produzione, rivestimenti).

Tubazioni e componenti di collegamento: tubi di linea utilizzati per il trasporto di petrolio e gas su lunghe distanze, ad esempio,Grado API 5L X65 tubo di linea, ecc.

Apparecchiature di trattamento e trasferimento di superficie: recipienti a pressione, separatori – apparecchiature a pressione utilizzate per la separazione e il trattamento di petrolio e gas.

Oltre ai prodotti sopra menzionati, la norma copre anche diverse tipologie di materiali, tra cui acciaio al carbonio, acciaio basso legato, acciaio inossidabile e leghe a base di nichel.