NACE MR0175 / ISO15156-2:2015 A.2 Akcesoria stalowe HVAC
Załącznik A.2 do NACE MR0175 / ISO 15156-2:2015 określa wymagania dotyczące składu chemicznego materiałów metalicznych, głównie stali węglowej i niskopołusowej,stosowane w środowiskach olejowych i gazowych zawierających H2S (kwaśne)Celem normy jest kontrolowanie chemii stali w celu zminimalizowania ryzyka pękania pod wpływem siarki siarkowej (SSC), pękania wywołanego wodorem (HIC) i innych awarii usługi kwaśnej.
Standardowy przegląd
NACE MR0175 / ISO 15156 jest kluczową międzynarodową normą dotyczącą doboru i kwalifikacji materiałów w środowiskach produkcyjnych zawierających H2S.Część 2 (ISO 15156-2) obejmuje: "Węglowe i nisko stopniowe stali odporne na krakowanie"Sekcja A.2 koncentruje się szczególnie na granicach składu chemicznego tych stali.
Znaczenie składu chemicznego
H2S przyczynia się do wchłaniania wodoru do stali, a niektóre pierwiastki stopu, zanieczyszczenia i cechy mikrostrukturalne zwiększają podatność na pękanie.
- Siła i twardość
- Mikrostruktura (ferryt/perlit vs bajnit/martensyt)
- Rodzaj włączenia i rozkład
- Odporność na HIC, SSC, SOHIC i inne mechanizmy awarii
Załącznik A.2 zawiera wartości graniczne, które w połączeniu z innymi wymaganiami (twardość, obróbka cieplna) zapewniają uzasadnione oczekiwania na odporność na kwaśność bez pełnego badania kwalifikacyjnego.
Zakres materiału
Załącznik A.2 stosuje się głównie do:
- Węglowe stali (rury, płyty, sztuczki, akcesoria)
- Stali o niskiej stopowości (z niewielkim dodatkiem Cr, Mo, Ni itp.)
Są to kompozycje "wstępnie zakwalifikowane", gdy są stosowane w warunkach określonych w pkt 4 normy ISO 15156-2 (temperatura, ciśnienie częściowe H2S, pH, zawartość chlorku itp.).Agencje ratingowe, a metali inne objęte są innymi częściami normy ISO 15156.
Kluczowe wymagania dotyczące składu chemicznego
Uwaga:Dokładne limity liczbowe określone są w oficjalnej dokumentacji standardowej.
Maksymalna twardość i wytrzymałość
Stal o zawartości kwasu należy kontrolować w zakresie wytrzymałości, aby utrzymać twardość na ogół poniżej HV 250 (około 22 HRC) dla większości stali węglowej i nisko stopowej.
Zawartość węgla (C)
Zazwyczaj ogranicza się do stosunkowo niskich poziomów (około 0,28% lub mniej w przypadku ceł rurowych; często niższe w przypadku spawanych rur) w celu poprawy spawalności i zmniejszenia ryzyka twardych, podatnych na pęknięcia mikrostruktur.
Mangan (Mn)
Wykorzystywany do osiągnięcia wytrzymałości i kontroli mikrostruktury, ale ograniczony w usłudze kwaśnej.
Kontrola siarki (S) i fosforu (P)
Siarka sprzyja włączaniu MnS (miejsca inicjacji HIC/SSC), podczas gdy fosfor powoduje łamliwość i segregację.010% w zależności od rodzaju produktu).
Elementy stopniowe (Cr, Mo, Ni, Cu, V)
W załączniku A.2 określono zakresy/maksymum dla tych elementów.
Praktyki odtleniające
Stal należy "zabijać" (pełnie odtleniać), zazwyczaj Al lub Si, w celu kontrolowania czystości i wytrzymałości.
Ekwiwalent węgla i spawalność
Zasady składu w sposób pośredni ograniczają ekwiwalent węgla, aby zapewnić spawalność stali i jej nieprzekraczalną twardość w strefie cieplnej, co ma kluczowe znaczenie dla zarządzania ryzykiem SSC.
Kwalifikacja wstępna vs. Kwalifikacja poprzez testowanie
Załącznik A.2 określa zakresy składu dla stali "wstępnie zakwalifikowanych", ale wstępna kwalifikacja jest warunkowa.Badania HIC) w celu wykazania przydatności.
Praktyczne zastosowanie
W zakresie inżynierii i zamówień publicznych:
- Określenie warunków podawania kwasu zgodnie z ISO 15156-2
- Wybór odpowiedniej klasy stali i formy produktu
- Sprawdź wymagania załącznika A (A.2 w odniesieniu do chemiki, A.3 w odniesieniu do właściwości mechanicznych)
- Zweryfikuj, czy w świadectwie badania w zakładzie produkcyjnym substancje chemiczne pozostają w granicach A.2
- Potwierdzenie twardości i kontroli mikrostruktury poprzez odpowiednią obróbkę cieplną
Typowe przykłady
Uwaga:Są one wyłącznie ilustracyjne; zawsze odnoszą się do specyfikacji normy i materiału.
Rury z stali węglowej do obsługi kwaśnych (np. API 5L PSL2 kwaśnych):
- C: niskie (często ≤ 0,25% i często niższe)
- Mn: umiarkowane
- S i P: bardzo niskie
- W pełni zabite, stali o drobnych ziarnach
- Twardota kontrolowana poniżej HV 250
O masie przekraczającej 10 kg
- C: kontrolowane pod względem ostatecznej twardości w granicach dopuszczonych
- Ni, Cr, Mo ograniczone do umiarkowanych poziomów
- S, P zminimalizowane
- Z wygaszoną i hartowaną lub znormalizowaną i hartowaną w celu uzyskania odpowiedniej wytrzymałości
Kluczowe wnioski
Załącznik A.2 do NACE MR0175 / ISO 15156-2:2015 definiuje "bezpieczną powłokę" kompozycji chemicznych dla stali węglowej i nisko stopnionej odpornych na pęknięcia w stanie kwaśnym,pod warunkiem, że warunki eksploatacji są w granicach standardowych, stosowana jest odpowiednia produkcja i obróbka cieplna, spełnione są wymagania dotyczące twardości i mikrostruktury oraz stosowane są dobre praktyki spawania i wytwarzania.
