1. סקירה כללית סטנדרטית

NACE MR0175/ISO 15156 הוא התקן המוכר בעולם לבחירת חומרים מתכתיים לשימוש בסביבות ייצור נפט וגז המכילות H₂S (חמוץ). התקן, שפורסם במשותף על ידי NACE International (כיום AMPP) וארגון התקינה הבינלאומי (ISO), הגרסה התקפה הנוכחית היא ANSI/NACE MR0175-2021/ISO 15156:2020.

קביעת תקן זה נובעת מהדחיפה של התעשייה לתצורות עמוקות יותר ולמשאבים ימיים מרוחקים יותר. ככל שמתגבר פיתוח שדות נפט וגז חמוצים, קורוזיה הנגרמת על ידי מימן גופרתי הפכה קריטית יותר ויותר - במיוחד סדקי מאמץ גופריתיים (SSC), העלולים לגרום לכשל שביר בפלדות פחמן בעלות חוזק גבוה ופלדות סגסוגת נמוכה, מה שמוביל לאירועים קטסטרופליים.

2. מבנה והיקף סטנדרטיים

התקן מחולק לשלושה חלקים, המאוגדים לקובץ PDF אחד, וכולל מספר חוזרים טכניים שפורסמו בשנים 2021 ו-2022:

חֵלֶק	תְחוּם	תוכן מרכזי
חלק 1	עקרונות כלליים	מגדיר סביבה חמוצה, עקרונות בסיסיים לבחירת חומרים, שיטות הסמכה
חלק 2	פלדות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה	מגבלות קשיות (≤22 HRC), דרישות ריתוך, בקרת כימיה
חלק 3	CRAs וסגסוגות אחרות	מגבלות סביבתיות לכל משפחת סגסוגות (טמפרטורה, pH₂S, ריכוז כלוריד)

התקן חל על ציוד המשמש במפעלי ייצור נפט וגז וממתיק גז טבעי, כאשר כשל עלול להוות סיכון לבריאות הציבור ולבטיחות העובדים או לסביבה. הוא מתייחס לכל מנגנוני הסדיקה הנגרמים על ידי H₂S, כולל SSC, SCC, HIC, SWC ואחרים.

3. הגדרת סביבה חמוצה

על פי התקן, כאשר הלחץ החלקי של H₂S בשלב הגז עולה על 0.3 kPa (0.05 psia), הסביבה מסווגת כחמוצה, ודורשת בחירת חומרים בהתאם לדרישות התקן.

ציוד רלוונטי כולל ראשי בארות, עצי חג המולד, מערכות צנרת, מפרידים, קווי זרימה במתקני ייצור במעלה הזרם ומערכות צנרת להובלת פחמימנים חמוצים.

4. דרישות חומרים מרכזיות

פלדות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה (חלק 2)

קשיות מתכת בסיסית, מתכת לריתוך ו-HAZ לא תעלה על 22 HRC (248 HV10)

טיפול בחום לאחר הריתוך (PWHT) הוא חובה

נדרשת שליטה כימית קפדנית

סגסוגות עמידות בפני קורוזיה (חלק 3)

חומרים נפוצים הנמצאים בתנאים נפוצים כוללים: 316 SS, סגסוגות 6-moly, 2507 דופלקס SS, סגסוגת 825, סגסוגת 625, סגסוגת C-276 וסגסוגת 400. לכל אחד מהם מגבלות סביבתיות ספציפיות לטמפרטורה, לחץ חלקי של H₂S וריכוז כלוריד.

5. עדכונים מרכזיים ותחזית עתידית

מהדורת 2021/2020 נותרה עקבית מבחינה מבנית עם מהדורת 2003, עם תיקונים הדרגתיים באמצעות חוזרים טכניים. בשנת 2018, הוועדות המנהלות הסכימו כי נדרש כתיבה מחדש משמעותית כדי לטפל בקלות השימוש ולשלב התקדמות בתעשייה.

גרסה שנכתבה מחדש לחלוטין נמצאת כעת בבחינת ISO ופרסומה, כשהיא מעוצבת מחדש לשלושה חלקים חדשים:

חלק 1: דרישות חומרים ועיבוד

חלק 2: הערכת סביבת השירות ובחירת חומרים

חלק 3: דרישות אימות, הסמכה והצבעה

הגרסה החדשה מספקת פירוט רב יותר על נהלי בדיקת H₂S, כולל הנחיות לגבי דגימה, בחירת שיטת בדיקה והיקף הבדיקות הנדרש לצורך הסמכת מוצר.

6. משמעות מעשית

תקן NACE MR0175/ISO 15156 משמש כבסיס לבחירת חומרים בפיתוח שדות נפט וגז חמוץ. התקן מדגיש שאף פלדת אל-חלד אינה חסינה לחלוטין מפני סדקים קורוזיביים הנגרמת על ידי כלוריד - הבנה מעמיקה של מגבלות הסגסוגת חיונית לבחירת חומרים בסביבות חמוצות תובעניות. ציוד הרגיש במיוחד לקורוזיה, כגון שסתומים, אביזרים ומכשור, דורש עמידה קפדנית בתקן. כל חומרי השירות של חמוץ חייבים לשמור על עקיבות מלאה, עם תעודות בדיקת טחינה המאשרות את בדיקת הקשיות, התאימות הכימית ותנאי הטיפול בחום.

בסביבות של שדות נפט וגז חמוצים, בחירת החומרים עוקבת בעיקר אחר תקן NACE MR0175 / ISO 15156. תקן זה הוא "כלל הזהב" להבטחת הפעלה בטוחה של ציוד בסביבות המכילות מימן גופרתי (H₂S). הוא מכסה את כל הציוד והרכיבים המכילים לחץ, החל ממתקני ראש באר ועד יחידות עיבוד במורד הזרם.

ציוד ראש באר ובוריד: ציוד ראש באר, צינורות ומעטפות (צינורות הפקה, מעטפת).

רכיבי צנרת וחיבור: צינור קו המשמש להולכת נפט וגז למרחקים ארוכים, לדוגמה,API 5L דרגה X65 צינור קווכו'

ציוד לעיבוד והעברה עיליים: כלי לחץ, מפרידי לחץ - ציוד המכיל לחץ המשמש להפרדה ועיבוד של נפט/גז.

בנוסף למוצרים הנ"ל, התקן מכסה גם סוגי חומרים שונים, כולל פלדת פחמן, פלדה דלת סגסוגת, פלדת אל-חלד וסגסוגות מבוססות ניקל.