NACE MR0175 / ISO 15156 é a norma internacional que rege a seleção de materiais para a produção de petróleo e gás em ambientes ácidos. Especificamente, ela fornece requisitos essenciais para metais expostos ao sulfeto de hidrogênio (H2S). Para engenheiros que gerenciam alta integridade tubo de aço inoxidável Ao seguir essas regras, as indústrias protegem tanto seu pessoal quanto o ambiente ao redor.
O núcleo da norma NACE MR0175 / ISO 15156
A norma se concentra na prevenção de falhas materiais em ambientes “ácidos”. Um ambiente ácido contém água e H2S em níveis específicos de pressão. Nessas condições, os metais comuns frequentemente se tornam frágeis e racham. Consequentemente, a indústria criou a norma NACE MR0175 para definir quais ligas são seguras para uso.
Em 2003, a NACE uniu-se à ISO para criar uma norma global unificada. Atualmente, a ISO 15156 consiste em três partes:
- Princípios gerais para a seleção de materiais.
- Requisitos para aços carbono e de baixa liga resistentes a trincas.
- Requisitos para ligas resistentes a rachaduras e à corrosão (CRAs), incluindo vários tipos de aço inoxidável.
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A relação entre a NACE MR0175 e o aço inoxidável
O aço inoxidável é a principal opção de material para a moderna infraestrutura de tubulação. No entanto, nem todo aço inoxidável é adequado para serviços ácidos. A relação entre a NACE MR0175 e o aço inoxidável é definida por limites químicos e processamento mecânico.
Por exemplo, a norma impõe limites rigorosos à dureza de conexões para tubos de aço inoxidável Por isso, a norma geralmente exige tratamentos térmicos específicos, como o recozimento em solução. Esses processos garantem que o metal mantenha uma microestrutura uniforme. Essa uniformidade é vital para resistir às condições adversas encontradas em poços de águas profundas ou refinarias de produtos químicos.
NACE MR0175 e fissuração por tensão de sulfureto
A ameaça mais perigosa em um ambiente ácido é a rachadura por tensão de sulfeto (SSC), uma forma de fragilização por hidrogênio que ocorre quando a tensão de tração encontra o H2S e água.
Como funciona? Quando H2O S reage com a superfície do aço, liberando hidrogênio atômico. Esses minúsculos átomos penetram na estrutura metálica do tubo de aço inoxidável. Uma vez dentro, eles se acumulam nas fronteiras dos grãos e criam pressão interna. Se o material for muito duro ou estiver sob muita tensão, ele se romperá. A norma NACE MR0175 atua como um escudo contra isso.Ela especifica a dureza máxima permitida e os limites ambientais (temperatura, pH e níveis de cloreto) para impedir que a SSC comece.
Limites ambientais dos materiais para aços inoxidáveis
Observação: esses limites variam de acordo com o pH específico e a aplicação. Sempre consulte a edição mais recente da norma para obter informações técnicas precisas.
| Categoria do material | Grau típico | Temperatura máxima | Max H2Pressão parcial de S (psia) | Cloretos máximos (mg/L) |
|---|---|---|---|---|
| Austenítico | 316L | 60 °C | 140 °F | 15 | 1000 |
| Duplex | 2205 | 232 °C | 449,6 °F | 0.3 | 160,000 |
| Super Duplex | 2507 | 232 °C | 449,6 °F | 3.0 | 160,000 |
| Liga de Níquel | Inconel 625 | Sem limites | Sem limites | Sem limites |
Por que a conformidade é importante para sistemas de tubulação
Em um sistema de tubulação, o elo mais fraco determina a segurança de toda a linha. Se um único flange ou válvula falhar devido à SCC, os resultados podem ser fatais.
- Rastreabilidade do material:
Todos os tubos e conexões devem ter um certificado de teste de laminação (MTC), documento que comprova que a química e a dureza atendem aos requisitos da norma NACE MR0175. - Controle de Fabricação:
A soldagem pode aumentar a dureza da zona afetada pelo calor (HAZ). A conformidade exige procedimentos de soldagem adequados para manter a HAZ dentro de limites seguros. - Confiabilidade a longo prazo:
O uso de materiais em conformidade com a NACE reduz a necessidade de inibidores de corrosão caros. Isso leva a um custo de ciclo de vida mais baixo para o ativo.
Requisitos comuns de dureza na NACE MR0175
| Tipo de componente | Grau do material | Limite de dureza (HRC) | Requisito padrão |
|---|---|---|---|
| Cano de aço inoxidável | 316/316L | ≤ 22 HRC | Solução recozida |
| Acessórios para tubos | Duplex 2205 | ≤ 28 HRC | Equilíbrio de fase 40-60% |
| Flanges e válvulas | Martensítico 410 | ≤ 22 HRC | Requer temperamento duplo |
| Parafusos/Fixadores | B7M / L7M | ≤ 22 HRC | Níveis de estresse controlados |
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