1. Стандартный обзор

NACE MR0175/ISO 15156 — это общепризнанный во всем мире стандарт выбора металлических материалов для использования в средах добычи нефти и газа, содержащих сероводород (H₂S). Он был опубликован совместно NACE International (ныне AMPP) и Международной организацией по стандартизации (ISO). Текущая действующая редакция — ANSI/NACE MR0175-2021/ISO 15156:2020.

Разработка этого стандарта обусловлена ​​стремлением отрасли осваивать более глубокие пласты и более удаленные морские месторождения. По мере увеличения разработки месторождений сероводорода коррозия, вызванная сероводородом, становится все более критической проблемой, особенно сульфидное растрескивание под напряжением (SSC), которое может привести к хрупкому разрушению высокопрочных углеродистых и низколегированных сталей, вызывая катастрофические аварии.

2. Стандартная структура и область применения

Стандарт разделён на три части, объединённые в один PDF-файл, и включает в себя несколько технических циркуляров, опубликованных в 2021 и 2022 годах:

Часть	Объем	Ключевое содержание
Часть 1	Общие принципы	Определяет условия работы в кислой среде, основные принципы выбора материалов, методы квалификации.
Часть 2	Углеродистая и низколегированная сталь	Предельные значения твердости (≤22 HRC), требования к сварке, контроль химического состава.
Часть 3	Сплавы CRA и другие сплавы	Экологические пределы для каждого семейства сплавов (температура, pH₂S, концентрация хлоридов)

Стандарт распространяется на оборудование, используемое на предприятиях по добыче нефти и газа и установках очистки природного газа, где отказ оборудования может представлять опасность для здоровья и безопасности населения и персонала, а также для окружающей среды. Он охватывает все механизмы крекинга, вызванные H₂S, включая SSC, SCC, HIC, SWC и другие.

3. Определение кислой среды

Согласно стандарту, если парциальное давление H₂S в газовой фазе превышает 0,3 кПа (0,05 фунтов на квадратный дюйм), среда классифицируется как кислая, что требует выбора материалов в соответствии с требованиями стандарта.

К применимому оборудованию относятся устьевые головки, фонтанная арматура, трубопроводные системы, сепараторы, технологические линии на объектах добычи и переработки, а также трубопроводные системы для транспортировки сернистых углеводородов.

4. Основные требования к материалам

Углеродистая и низколегированная сталь (Часть 2)

Твердость основного металла, сварного шва и зоны термического влияния не должна превышать 22 HRC (248 HV10).

Термическая обработка после сварки (ТОС) является обязательной.

Требуется строгий химический контроль.

Коррозионностойкие сплавы (Часть 3)

К числу материалов, обычно соответствующих требованиям, относятся: нержавеющая сталь 316, 6-молибденовые сплавы, дуплексная нержавеющая сталь 2507, сплав 825, сплав 625, сплав C-276 и сплав 400. Для каждого из них установлены определенные предельные значения температуры, парциального давления H₂S и концентрации хлоридов.

5. Ключевые обновления и перспективы на будущее

Издание 2021/2020 года сохранило структурную целостность с изданием 2003 года, с постепенными изменениями, внесенными посредством технических циркуляров. В 2018 году руководящие комитеты пришли к соглашению о необходимости серьезной переработки для повышения удобства использования и включения достижений отрасли.

В настоящее время полностью переработанная версия, реструктурированная в три новые части, проходит голосование и публикуется в соответствии со стандартами ISO:

Часть 1: Требования к материалам и технологиям обработки

Часть 2: Оценка условий эксплуатации и выбор материалов

Часть 3: Требования к проверке, квалификации и участию в голосовании

В новой версии содержится значительно больше подробностей о процедурах тестирования на наличие H₂S, включая рекомендации по отбору проб, выбору методов тестирования и объему испытаний, необходимых для квалификации продукции.

6. Практическое значение

Стандарт NACE MR0175/ISO 15156 служит основополагающим принципом выбора материалов при разработке месторождений нефти и газа в условиях воздействия кислых растворов. Стандарт подчеркивает, что ни одна нержавеющая сталь не является полностью защищенной от коррозионного растрескивания под воздействием хлоридов — глубокое понимание ограничений сплавов имеет важное значение для выбора материалов в сложных условиях воздействия кислых растворов. Оборудование, особенно подверженное коррозии, такое как клапаны, фитинги и контрольно-измерительные приборы, требует строгого соответствия стандарту. Все материалы, используемые в условиях воздействия кислых растворов, должны иметь полную прослеживаемость, подтвержденную сертификатами заводских испытаний, свидетельствующими о твердости, химическом составе и условиях термообработки.

В условиях эксплуатации нефтегазовых месторождений с высоким содержанием сероводорода выбор материалов в основном осуществляется в соответствии со стандартом NACE MR0175 / ISO 15156. Этот стандарт является «золотым правилом» обеспечения безопасной эксплуатации оборудования в средах, содержащих сероводород (H₂S). Он охватывает все оборудование и компоненты, работающие под давлением, от оборудования устьевого оборудования до установок последующей переработки.

Оборудование для устья скважины и внутрискважинное оборудование: оборудование для устья скважины, обсадные и трубные колонны (эксплуатационные трубы, обсадные трубы).

Трубопроводы и соединительные элементы: магистраль, используемая, например, для транспортировки нефти и газа на большие расстояния.API 5L класс X65 линейная труба, и т. д.

Оборудование для обработки и транспортировки на поверхности: сосуды под давлением, сепараторы – оборудование, работающее под давлением и используемое для разделения и переработки нефти и газа.

Помимо вышеперечисленных изделий, стандарт также охватывает различные типы материалов, включая углеродистую сталь, низколегированную сталь, нержавеющую сталь и никелевые сплавы.