NACE MR0175 / ISO15156-2:2015 A.2 Ứng dụng thép HVAC
NACE MR0175 / ISO 15156-2:2015 Phụ lục A.2 xác định các yêu cầu về thành phần hóa học cho các vật liệu kim loại, chủ yếu là thép carbon và thép hợp kim thấp,được sử dụng trong môi trường dầu và khí chứa H2STiêu chuẩn nhằm mục đích kiểm soát hóa học thép để giảm thiểu nguy cơ nứt căng thẳng sulfide (SSC), nứt do hydro (HIC) và các lỗi dịch vụ axit khác.
Tổng quan chuẩn
NACE MR0175 / ISO 15156 là tiêu chuẩn quốc tế chính để lựa chọn và đủ điều kiện vật liệu trong môi trường sản xuất có chứa H2S.Phần 2 (ISO 15156-2) bao gồm "Thép carbon và thép hợp kim thấp chống nứtPhần A.2 đặc biệt tập trung vào giới hạn thành phần hóa học cho các thép này.
Tầm quan trọng của thành phần hóa học
Trong quá trình sử dụng axit, H2S thúc đẩy sự xâm nhập của hydro vào thép. Một số yếu tố hợp kim, tạp chất và các đặc điểm vi cấu trúc làm tăng khả năng nứt.
- Sức mạnh và độ cứng
- Microstructure (ferrite/pearlite vs bainite/martensite)
- Loại bao gồm và phân bố
- Chống HIC, SSC, SOHIC và các cơ chế hỏng khác
Phụ lục A.2 cung cấp các giới hạn mà, khi kết hợp với các yêu cầu khác (sự cứng, xử lý nhiệt), cung cấp kỳ vọng hợp lý về khả năng chống axit mà không cần thử nghiệm đủ điều kiện toàn diện.
Phạm vi vật liệu
Phụ lục A.2 chủ yếu áp dụng cho:
- Thép carbon (đường ống, tấm, đúc, phụ kiện)
- Thép hợp kim thấp (với sự thêm Cr, Mo, Ni, v.v.)
Đây là các hợp chất "đã đủ điều kiện" khi được sử dụng trong điều kiện được chỉ định trong điều khoản 4 của ISO 15156-2 (nhiệt độ, áp suất một phần H2S, pH, hàm lượng clorua, v.v.).Các CRA, và phi kim loại được bao gồm trong các phần khác của ISO 15156.
Yêu cầu thành phần hóa học chính
Lưu ý:Các giới hạn số chính xác được chỉ định trong tài liệu tiêu chuẩn chính thức.
Độ cứng và sức mạnh tối đa
Thép dịch vụ chua phải được kiểm soát về độ bền để duy trì độ cứng thường dưới HV 250 (khoảng 22 HRC) cho hầu hết các thép carbon và thép hợp kim thấp.
Hàm lượng carbon (C)
Thông thường giới hạn ở mức tương đối thấp (khoảng 0,28% hoặc thấp hơn đối với các loại đường ống; thường thấp hơn đối với ống hàn) để cải thiện khả năng hàn và giảm nguy cơ cấu trúc vi mô cứng, dễ bị nứt.
Mangan (Mn)
Được sử dụng để đạt được sức mạnh và kiểm soát cấu trúc vi mô, nhưng bị hạn chế trong dịch vụ axit.
Kiểm soát lưu huỳnh (S) và phốt pho (P)
Quan trọng đối với dịch vụ axit. Lưu huỳnh thúc đẩy sự bao gồm MnS (các vị trí bắt đầu HIC / SSC), trong khi phốt pho gây ra sự mỏng và tách biệt. Thông thường đòi hỏi mức S và P thấp (S thường ≤ 0,002 ‰ 0.010% tùy thuộc vào loại sản phẩm).
Các nguyên tố hợp kim (Cr, Mo, Ni, Cu, V)
Được kiểm soát để cung cấp sức mạnh/sự cứng cần thiết mà không tạo ra các điều kiện cứng hoặc dễ vỡ cao.
Thực hành khử oxy hóa
Thép nên được "giết" (hoàn toàn khử oxy hóa), thường là với Al hoặc Si, để kiểm soát độ sạch và độ dẻo dai.
Tương đương carbon và khả năng hàn
Các quy tắc thành phần gián tiếp hạn chế tương đương carbon để đảm bảo thép có thể hàn và không quá cứng trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt, rất quan trọng đối với quản lý rủi ro SSC.
Tiền trình độ so với trình độ bằng cách kiểm tra
Phụ lục A.2 xác định phạm vi thành phần cho thép "được chuẩn bị trước", nhưng việc chuẩn bị trước là có điều kiện.Kiểm tra HIC) để chứng minh tính phù hợp.
Áp dụng thực tế
Trong kỹ thuật và mua sắm:
- Xác định các điều kiện phục vụ axit theo ISO 15156-2
- Chọn loại thép thích hợp và hình thức sản phẩm
- Kiểm tra các yêu cầu của Phụ lục A (A.2 đối với hóa học, A.3 đối với tính chất cơ học)
- Kiểm tra giấy chứng nhận thử nghiệm nhà máy hóa học ở trong giới hạn A.2
- Xác nhận độ cứng và kiểm soát cấu trúc vi mô thông qua xử lý nhiệt thích hợp
Những ví dụ điển hình
Lưu ý:Chúng chỉ mang tính minh họa; luôn tham khảo tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật vật liệu.
Bơm dây chuyền thép carbon cho dịch vụ axit (ví dụ, API 5L PSL2 loại axit):
- C: thấp (thường ≤ 0,25% và thường thấp hơn)
- Mn: trung bình
- S và P: rất thấp
- Thép hạt mịn hoàn toàn bị giết
- Độ cứng được kiểm soát dưới HV 250
Thép đúc thô hợp kim thấp:
- C: kiểm soát độ cứng cuối cùng trong giới hạn cho phép
- Ni, Cr, Mo hạn chế ở mức trung bình
- S, P giảm thiểu
- Chấm và làm cứng hoặc bình thường hóa và làm cứng để có độ dẻo dai thích hợp
Bài học quan trọng
Phụ lục A.2 của NACE MR0175 / ISO 15156-2:2015 xác định một "bộ an toàn" của các thành phần hóa học cho thép carbon và thép hợp kim thấp chống nứt trong hoạt động axit,miễn là điều kiện dịch vụ nằm trong giới hạn tiêu chuẩn, sản xuất và xử lý nhiệt thích hợp được áp dụng, các yêu cầu về độ cứng và cấu trúc vi mô được đáp ứng, và các phương pháp hàn và chế tạo tốt được tuân thủ.
