1. Przegląd standardowy

NACE MR0175/ISO 15156 to uznawana na całym świecie norma dotycząca doboru materiałów metalowych do stosowania w środowiskach wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego zawierających H₂S (kwaśnych). Opublikowana wspólnie przez NACE International (obecnie AMPP) i Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), aktualna wersja to ANSI/NACE MR0175-2021/ISO 15156:2020.

Ustanowienie tej normy wynika z dążenia branży do eksploracji głębszych złóż i bardziej oddalonych zasobów morskich. Wraz ze wzrostem eksploatacji kwaśnych złóż ropy naftowej i gazu, korozja wywoływana przez siarkowodór staje się coraz bardziej krytyczna – w szczególności pękanie naprężeniowe siarczkowe (SSC), które może powodować kruche pękanie wysokowytrzymałych stali węglowych i niskostopowych, prowadząc do katastrofalnych wypadków.

2. Struktura i zakres standardu

Norma składa się z trzech części, połączonych w jeden plik PDF i obejmuje wiele Okólników Technicznych opublikowanych w latach 2021 i 2022:

Część	Zakres	Kluczowa treść
Część 1	Zasady ogólne	Definiuje środowisko kwaśne, podstawowe zasady doboru materiałów, metody kwalifikacji
Część 2	Stale węglowe i niskostopowe	Granice twardości (≤22 HRC), wymagania spawalnicze, kontrola chemiczna
Część 3	CRA i inne stopy	Limity środowiskowe dla każdej rodziny stopów (temperatura, pH₂S, stężenie chlorków)

Norma ma zastosowanie do urządzeń wykorzystywanych w wydobyciu ropy naftowej i gazu oraz w instalacjach do słodzenia gazu ziemnego, w których awaria mogłaby stanowić zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa publicznego i personelu lub dla środowiska. Dotyczy ona wszystkich mechanizmów krakingu powodowanego przez H₂S, w tym SSC, SCC, HIC, SWC i innych.

3. Definicja środowiska kwaśnego

Zgodnie z normą, gdy ciśnienie parcjalne H₂S w fazie gazowej przekracza 0,3 kPa (0,05 psia), środowisko klasyfikuje się jako kwaśne i należy dokonać wyboru materiału zgodnie z wymogami normy.

Do wyposażenia, którego można użyć, zalicza się głowice odwiertowe, choinki, systemy rurociągów, separatory, rurociągi w zakładach wydobywczych oraz systemy rurociągów transportujące kwaśne węglowodory.

4. Kluczowe wymagania materiałowe

Stale węglowe i niskostopowe (część 2)

Twardość metalu podstawowego, metalu spoiny i strefy HAZ nie może przekraczać 22 HRC (248 HV10)

Obróbka cieplna po spawaniu (PWHT) jest obowiązkowa

Wymagana ścisła kontrola chemiczna

Stopy odporne na korozję (część 3)

Do powszechnie kwalifikowanych materiałów zalicza się: stal nierdzewną 316, stopy 6-moly, stal nierdzewną dupleksową 2507, stop 825, stop 625, stop C-276 i stop 400. Każdy z nich ma określone ograniczenia środowiskowe dotyczące temperatury, ciśnienia parcjalnego H₂S i stężenia chlorków.

5. Kluczowe aktualizacje i perspektywy na przyszłość

Wydanie na lata 2021/2020 pozostało strukturalnie spójne z wydaniem z 2003 roku, z niewielkimi zmianami wprowadzanymi w Okólnikach Technicznych. W 2018 roku komitety zarządzające uznały, że konieczna jest gruntowna przebudowa, aby ułatwić korzystanie z niego i uwzględnić postęp w branży.

Całkowicie przepisana wersja jest obecnie poddawana głosowaniu ISO i publikowana, podzielona na trzy nowe części:

Część 1: Wymagania materiałowe i przetwórcze

Część 2: Ocena środowiska usług i dobór materiałów

Część 3: Wymagania dotyczące weryfikacji, kwalifikacji i głosowania

Nowa wersja zawiera znacznie więcej szczegółów na temat procedur testowania H₂S, w tym wskazówki dotyczące pobierania próbek, wyboru metody testowania i zakresu testów wymaganych do kwalifikacji produktu.

6. Znaczenie praktyczne

Norma NACE MR0175/ISO 15156 stanowi podstawę doboru materiałów w zagospodarowaniu kwaśnych złóż ropy naftowej i gazu. Norma podkreśla, że ​​żadna stal nierdzewna nie jest całkowicie odporna na korozję naprężeniową indukowaną chlorkami – dogłębne zrozumienie ograniczeń stopu jest niezbędne do doboru materiałów w wymagających, kwaśnych środowiskach. Urządzenia szczególnie podatne na korozję, takie jak zawory, armatura i oprzyrządowanie, wymagają ścisłej zgodności z normą. Wszystkie materiały używane w środowisku kwaśnym muszą być w pełni identyfikowalne, a certyfikaty badań walcowniczych potwierdzają twardość, zgodność chemiczną i stan obróbki cieplnej.

W środowiskach kwaśnych złóż ropy naftowej i gazu ziemnego dobór materiałów odbywa się przede wszystkim zgodnie z normą NACE MR0175 / ISO 15156. Norma ta stanowi „złotą zasadę” zapewniającą bezpieczną eksploatację urządzeń w środowiskach zawierających siarkowodór (H₂S). Obejmuje ona wszystkie urządzenia i komponenty pracujące pod ciśnieniem, od głowic odwiertowych po jednostki przetwarzania.

Sprzęt głowicowy i otworowy: sprzęt głowicowy, rury i korpusy obudów (rury produkcyjne, korpusy obudów).

Rurociągi i elementy łączące: rury przewodowe stosowane do przesyłu ropy naftowej i gazu na duże odległości, np.Klasa API 5L X65 rura przewodowaitp.

Urządzenia do obróbki powierzchniowej i przesyłu: zbiorniki ciśnieniowe, separatory – urządzenia pod ciśnieniem stosowane do separacji i przetwarzania ropy naftowej i gazu.

Oprócz wyżej wymienionych produktów norma obejmuje również różne rodzaje materiałów, w tym stal węglową, stal niskostopową, stal nierdzewną i stopy na bazie niklu.