1. ภาพรวมมาตรฐาน

NACE MR0175/ISO 15156 เป็นมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับทั่วโลกสำหรับการเลือกใช้วัสดุโลหะในสภาพแวดล้อมการผลิตน้ำมันและก๊าซที่มี H₂S (กรดซัลฟิวริก) มาตรฐานนี้จัดทำร่วมกันโดย NACE International (ปัจจุบันคือ AMPP) และองค์การมาตรฐานสากล (ISO) โดยฉบับแก้ไขล่าสุดที่มีผลบังคับใช้คือ ANSI/NACE MR0175-2021/ISO 15156:2020

การกำหนดมาตรฐานนี้เกิดขึ้นจากแรงผลักดันของอุตสาหกรรมในการสำรวจและผลิตน้ำมันและก๊าซในชั้นหินที่ลึกกว่าและในพื้นที่ห่างไกลมากขึ้น เนื่องจากการพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซที่มีกำมะถันสูงเพิ่มขึ้น การกัดกร่อนที่เกิดจากไฮโดรเจนซัลไฟด์จึงมีความสำคัญมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแตกร้าวจากความเค้นของซัลไฟด์ (SSC) ซึ่งอาจทำให้เหล็กกล้าคาร์บอนความแข็งแรงสูงและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำเกิดการแตกหักแบบเปราะ ส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงได้

2. โครงสร้างและขอบเขตมาตรฐาน

มาตรฐานนี้แบ่งออกเป็นสามส่วน รวมอยู่ในไฟล์ PDF ไฟล์เดียว และประกอบด้วยเอกสารทางเทคนิคหลายฉบับที่เผยแพร่ในปี 2021 และ 2022:

ส่วนหนึ่ง	ขอบเขต	เนื้อหาหลัก
ตอนที่ 1	หลักการทั่วไป	กำหนดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด หลักการพื้นฐานในการคัดเลือกวัสดุ และวิธีการตรวจสอบคุณสมบัติ
ตอนที่ 2	เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ	ข้อจำกัดด้านความแข็ง (≤22 HRC), ข้อกำหนดในการเชื่อม, การควบคุมองค์ประกอบทางเคมี
ตอนที่ 3	โลหะผสม CRA และโลหะผสมอื่นๆ	ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับโลหะผสมแต่ละประเภท (อุณหภูมิ, ค่า pH, ความเข้มข้นของคลอไรด์)

มาตรฐานนี้ใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตน้ำมันและก๊าซ และโรงงานกำจัดกำมะถันในก๊าซธรรมชาติ ซึ่งหากเกิดความผิดพลาดอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชนและบุคลากร หรือต่อสิ่งแวดล้อม มาตรฐานนี้ครอบคลุมกลไกการแตกร้าวทั้งหมดที่เกิดจาก H₂S รวมถึง SSC, SCC, HIC, SWC และอื่นๆ

3. นิยามของสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

ตามมาตรฐานแล้ว เมื่อความดันย่อยของ H₂S ในเฟสแก๊สเกิน 0.3 kPa (0.05 psia) สภาพแวดล้อมจะถูกจัดว่าเป็นสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ซึ่งจำเป็นต้องเลือกใช้วัสดุตามข้อกำหนดของมาตรฐาน

อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ หัวบ่อ, ต้นคริสต์มาส, ระบบท่อ, เครื่องแยก, ท่อส่งในโรงงานผลิตต้นน้ำ และระบบท่อส่งที่ขนส่งไฮโดรคาร์บอนที่มีกำมะถันสูง

4. ข้อกำหนดด้านวัสดุที่สำคัญ

เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ (ตอนที่ 2)

ความแข็งของโลหะพื้นฐาน โลหะเชื่อม และบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ต้องไม่เกิน 22 HRC (248 HV10)

การอบชุบความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) เป็นสิ่งจำเป็น

ต้องมีการควบคุมทางเคมีอย่างเข้มงวด

โลหะผสมทนการกัดกร่อน (ตอนที่ 3)

วัสดุที่ผ่านการรับรองโดยทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าไร้สนิม 316, โลหะผสม 6-โมลิบเดนัม, เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2507, โลหะผสม 825, โลหะผสม 625, โลหะผสม C-276 และโลหะผสม 400 แต่ละชนิดมีข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมเฉพาะสำหรับอุณหภูมิ ความดันย่อยของ H₂S และความเข้มข้นของคลอไรด์

5. ข้อมูลอัปเดตที่สำคัญและแนวโน้มในอนาคต

คู่มือฉบับปี 2021/2020 ยังคงมีโครงสร้างที่สอดคล้องกับฉบับปี 2003 โดยมีการปรับปรุงเพิ่มเติมทีละเล็กทีละน้อยผ่านทางเอกสารทางเทคนิค ในปี 2018 คณะกรรมการบริหารเห็นพ้องต้องกันว่าจำเป็นต้องมีการปรับปรุงเนื้อหาครั้งใหญ่เพื่อให้ใช้งานง่ายขึ้นและสอดคล้องกับความก้าวหน้าในอุตสาหกรรม

ขณะนี้เวอร์ชันที่เขียนใหม่ทั้งหมดกำลังอยู่ในขั้นตอนการลงคะแนนและเผยแพร่โดยมาตรฐาน ISO โดยจัดโครงสร้างใหม่เป็นสามส่วน:

ส่วนที่ 1: ข้อกำหนดด้านวัสดุและกระบวนการผลิต

ส่วนที่ 2: การประเมินสภาพแวดล้อมการใช้งานและการเลือกวัสดุ

ส่วนที่ 3: ข้อกำหนดด้านการตรวจสอบ การรับรองคุณสมบัติ และการลงคะแนนเสียง

เวอร์ชันใหม่นี้ให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้นตอนการทดสอบ H₂S อย่างมีนัยสำคัญ รวมถึงคำแนะนำเกี่ยวกับการสุ่มตัวอย่าง การเลือกวิธีการทดสอบ และขอบเขตของการทดสอบที่จำเป็นสำหรับการรับรองผลิตภัณฑ์

6. ความสำคัญในทางปฏิบัติ

มาตรฐาน NACE MR0175/ISO 15156 เป็นพื้นฐานสำคัญในการเลือกวัสดุสำหรับการพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซที่มีกำมะถันสูง มาตรฐานนี้เน้นย้ำว่าเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดใดก็ไม่สามารถต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนเนื่องจากคลอไรด์ได้อย่างสมบูรณ์ การทำความเข้าใจข้อจำกัดของโลหะผสมอย่างถ่องแท้จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกวัสดุในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันสูง อุปกรณ์ที่ไวต่อการกัดกร่อนเป็นพิเศษ เช่น วาล์ว ข้อต่อ และเครื่องมือวัด ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานอย่างเคร่งครัด วัสดุที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันสูงทั้งหมดต้องมีการตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างครบถ้วน โดยมีใบรับรองการทดสอบจากโรงงานที่ยืนยันการทดสอบความแข็ง การปฏิบัติตามข้อกำหนดทางเคมี และสภาพการอบชุบความร้อน

ในสภาพแวดล้อมของแหล่งน้ำมันและก๊าซที่มีกำมะถันสูง การเลือกใช้วัสดุส่วนใหญ่จะยึดตามมาตรฐาน NACE MR0175 / ISO 15156 มาตรฐานนี้ถือเป็น "กฎทอง" ในการรับรองความปลอดภัยในการใช้งานอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ครอบคลุมอุปกรณ์และส่วนประกอบที่รับแรงดันทั้งหมด ตั้งแต่สิ่งอำนวยความสะดวกที่หัวบ่อไปจนถึงหน่วยประมวลผลปลายทาง

อุปกรณ์หัวบ่อและอุปกรณ์ใต้ดิน: อุปกรณ์หัวบ่อ ท่อและปลอกบ่อ (ท่อผลิต ปลอกบ่อ)

ท่อและส่วนประกอบเชื่อมต่อ: ตัวอย่างเช่น ท่อส่งที่ใช้สำหรับการขนส่งน้ำมันและก๊าซในระยะทางไกลAPI 5L เกรด X65 ท่อส่งเป็นต้น

อุปกรณ์แปรรูปและถ่ายโอนพื้นผิว: ถังความดัน, เครื่องแยก – อุปกรณ์บรรจุความดันที่ใช้สำหรับการแยกและการแปรรูปน้ำมัน/ก๊าซ

นอกจากผลิตภัณฑ์ข้างต้นแล้ว มาตรฐานนี้ยังครอบคลุมวัสดุประเภทต่างๆ อีกหลายชนิด ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าอัลลอยต่ำ เหล็กกล้าไร้สนิม และโลหะผสมนิกเกล