NACE MR 0175和NACE MR 0103概述

 

上圖就是剛剛我們?yōu)榭蛻籼峁┑慕?jīng)過NACE 處理的產(chǎn)品

國際NACE由美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)(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)，其中影響最大、名氣最大的是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(gè)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?！边@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(huì)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SSC 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HRC 22 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 最大硬度的要求。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(shí)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 的最重大改變包括：

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(gè)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?！彼鼈兺ǔ１硎緸镠2S 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(dòng)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(shí)，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(gè)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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