NACE MR 0103和NACE MR 0175——容大檢測
國際NACE由美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)于2001年開始共同發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)“NACE”。NACE 負(fù)責(zé)管理大量的標(biāo)準(zhǔn),其中影響比較大的是MR0175,其全稱為“用于油田設(shè)備的抗硫化應(yīng)力裂紋金屬材料”。MR0175 由NACE 于1975 年頒布,其目的是為了在油氣生產(chǎn)環(huán)境中抗硫化氫失效的金屬材料的選擇提供指南。MR0175 在過程工業(yè)中如此廣泛使用,以致于NACE 等同于MR0175。但在2003 年,這種情況發(fā)生了變化。
2003 年,MR0175作了大幅度的改變,在硫化應(yīng)力裂紋的基礎(chǔ)上增加了氯化應(yīng)力腐蝕裂紋。然后,在2003 年的后期,文件再次被修改,命名為NACE/ISO 聯(lián)合文件頒布,并稱為NACE MR0175/ISO 15156,“石油和天然氣工業(yè)—用于油氣生產(chǎn)中含H2S 環(huán)境的材料”。
在2003 年4 月,NACE 也發(fā)布了一個新的標(biāo)準(zhǔn)MR0103,其名稱為“在腐蝕性石油煉化環(huán)境中金屬抵抗硫化應(yīng)力裂紋能力。”這是煉化工業(yè)的“NACE MR0175”。MR0103 只提及硫化應(yīng)力裂紋,在很多方面和2003 年前的MR0175 相類似,使得MR0103 在煉化工業(yè)中的應(yīng)用不斷加快。
2013 年,該文件經(jīng)過修訂,重新格式化,并作為ISO 文件ISO 17945 頒布,其名稱為“石油、石化和天然氣工業(yè)- 在腐蝕性石油精煉環(huán)境中抵抗硫化應(yīng)力裂紋的金屬材料”。2015 年,NACE 采用了MRO103/ISO 17945。
請注意,NACE MR0175 或NACE MR0175/ISO 15156 的某些版本完全一致,因此在美國的一些洲和地區(qū)該標(biāo)準(zhǔn)被當(dāng)作法令來執(zhí)行。但是,NACE MR0103/ISO 17945 沒有被任何的政府機(jī)構(gòu)當(dāng)作法令來實(shí)施。
NACE MR0175 2003 年前的修正本
以下說明是以MR0175 2003 年前的修正本中的信息和要求為基礎(chǔ)的,但不可能以標(biāo)準(zhǔn)本身提供的細(xì)節(jié)來敘述,而且不保證任何給定材料在含硫化氫的酸性環(huán)境中的適用性。因此,強(qiáng)烈建議讀者在為酸性氣體工況選擇閥門前,參考實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)。
大多數(shù)黑色金屬由于熱處理產(chǎn)生的和(或)冷加工產(chǎn)生的硬化,會變得對硫化應(yīng)力裂紋(SSC)十分敏感。相反,也有許多黑色金屬可以用熱處理來改善其抵抗SS 的能力。
碳鋼和低合金鋼必須通過適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍芫邆涞挚筍SC的能力。最高的HRC22 硬度限制適用于碳鋼和低合金鋼。
奧氏體不銹鋼在退火條件下最能抵抗SSC。其它一些特定等級和條件的不銹鋼在達(dá)到35HRC前抵抗SSC的性能也是可以接受的。
銅基合金具有天然的抗SSC性,但考慮到其抗腐蝕性能,除非得到購買者的同意,一般不作為閥門的關(guān)鍵部件。
總的來說,鎳合金具有最佳的抗SSC性能。一些可沉淀的鎳合金可用于需要高強(qiáng)度/高硬度(最高至40HRC)的場合。
鉻、鎳以及其他形式的鍍層不提供抗SSC性。它們可以在酸性工況中抗腐蝕,但不能用于保護(hù)沒有抗SSC 性的金屬。
在碳鋼和低合金鋼上的焊補(bǔ)或裝配焊接均需要正確的處理,以確保它們滿足金屬的熱影響區(qū)(HAZ) 和焊接堆積物22HRC Zui大硬度的要求。合金鋼焊接后需要熱處理,碳鋼同樣也需要。
在低應(yīng)力區(qū)域,允許打上常規(guī)的識別印記,如在管道法蘭的外徑處。低應(yīng)力識別印記也可用于其它區(qū)域。
該標(biāo)準(zhǔn)不允許在暴露的應(yīng)用場合使用ASTM A193 等級B7 螺栓。使用抗SSC 螺栓材料(如ASTM A193 等級B7M),有時必須降低原始設(shè)計(jì)中應(yīng)用B7 螺栓的閥門等級。例如,在CL600 的直通閥中,使用17-4PH H1150 DBL 螺栓可以避免閥門降低使用等級。
NACE MR0175/ISO 15156
NACE MR0175/ISO 15156 對標(biāo)準(zhǔn)作了重大改變,但很多終端用戶仍繼續(xù)指定NACE MR0175-2002,因?yàn)樗麄冇X得在提供良好的使用壽命方面,該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)足夠滿足他們的需求。NACE MR0175/ISO 15156 的Zui重大改變包括:
修正本內(nèi)容涉及硫化應(yīng)力裂紋和氯化應(yīng)力腐蝕裂紋兩個方面。先前版本只是簡單地列出大部分材料可以接受或不可以接受。因?yàn)樗姆秶由斓铰然瘧?yīng)力腐蝕裂紋,新的標(biāo)準(zhǔn)列出了所有的抗腐蝕性合金在它的限制范圍內(nèi)是可以接受的,稱為“環(huán)境限制或環(huán)境約束。”它們通常表示為H2S 的分壓力、最高溫度、ppm的氯含量和自由硫的存在。
316不銹鋼仍允許使用,但具有嚴(yán)格的環(huán)境限制條件。如果嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),這種材料的使用將有限。
該標(biāo)準(zhǔn)只適用于石油生產(chǎn)、鉆井、采集和流動管道設(shè)備以及用于涉及到H2S 的碳?xì)浞?wù)的現(xiàn)場過程設(shè)備。它不適用于煉化工業(yè)。
該標(biāo)準(zhǔn)對購買者指定正確的材料給出了明確的責(zé)任。制造商的責(zé)任是滿足MR0175/ISO 15156 冶金學(xué)的要求。
NACE MR0103的概述
前面也提及,NACE MR0103 在很多方面和NACE MR0175 2003 年的修正本相似。以下是一些主要的不同處:
為適合酸性環(huán)境,MR0103 使用不同的、以煉化工業(yè)為基礎(chǔ)的定義。當(dāng)MR0103 適用時,用戶對MR0103 強(qiáng)加的要求負(fù)責(zé)。
2002 年和更老的MR0175 修正本包括了對少些材料的環(huán)境約束,這在以后的版本中繼續(xù)。MR0103 只針對硫化應(yīng)力裂紋。它沒有對任何材料強(qiáng)加環(huán)境限制。材料要么合適,要么不合適。
MR0103 對碳鋼的焊接控制要求比MR0175-2002 的要求更加嚴(yán)格。MR0103 要求P-No.1 碳鋼的焊接應(yīng)根據(jù)另外一個NACE 文件,該文件稱為RP0472,“在腐蝕性石油煉化環(huán)境中防止碳鋼焊接在服務(wù)環(huán)境中裂化的方法和控制”。RP0472 要求進(jìn)行控制以確保焊接堆積物和熱影響區(qū)(HAZ) 必須充分軟化以抵抗硫化應(yīng)力裂化。雖然使用特定的焊接工藝/填充材料的組合可以放棄硬度測試,但RP0742 要求在生產(chǎn)過程中的焊接堆積物應(yīng)進(jìn)行實(shí)際的硬度測試。可以通過焊接后熱處理(PWHT) 或?qū)牡幕瘜W(xué)成分進(jìn)行約束,如強(qiáng)制要求最大的碳當(dāng)量(CE) 以控制HAZ 的硬度。

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