Реферат: Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации (еасс) euro-asian council for standardization, metrology and certification (easc)

ЕВРАЗИЙСКИЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (ЕАСС)


EURO-ASIAN COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (EASC)







МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГОСТ ИСО

15156-2-

2012



Нефтяная и газовая промышленность


Материалы для применения в средах, содержащих H2S, при нефте- и газодобыче


Часть 2. Трещиноустойчивые углеродистые и низкоуглеродистые стали и применение литейных чугунов


(ISO 15156-2:2009, IDT)


Настоящий проект стандарта не подлежит применению до его принятия


^ Минск

Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации

2012

Предисловие


Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации (ЕАСС) представляет собой региональное объединение национальных органов по стандартизации государств, входящих в Содружество Независимых Государств. В дальнейшем возможно вступление в ЕАСС национальных органов по стандартизации других государств.

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»


^ Сведения о стандарте


РАЗРАБОТАН Товариществом с ограниченной ответственностью «Стройинжиниринг Астана» и North Caspian Operating Сompany b.v.




ВНЕСЕН Комитетом технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан




ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол №___ от ___ _________2012 г.)


За принятие проголосовали


Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации














































































































4 Настоящий стандарт идентичен ISO 15156-2:2009 Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production — Part 2: Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons (Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих H2S, при нефте- и газодобыче. Часть 2.Трещиноустойчивые углеродистые и низкоуглеродистые стали и применение литейных чугунов).


«Предупреждение», расположенное в ISO 15156-2:2009 перед «Областью применения» переименовано в «Примечание» и указано перед таблицей 1.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении Д.А.

Сравнение определений, принятых в настоящем стандарте в соответствии с международным стандартом и в действующих межгосударственных стандартах представлено в приложении Д.Б.

По всему тексту стандарта произведена замена выражения «настоящей части ISO 15156» на «настоящем стандарте».

В настоящем стандарте все единицы измерения традиционной американской системы единиц исчесления были опущены, так как они не относятся к Международной системе единиц (СИ).

ISO 15156-2:2009 является вторым изданием, которое отменяет и заменяет первое издание (ISO 15156-2:2003), которое было незначительно пересмотрено, в частности, посредством следующего:

включение требований проверки сварочных процедур для наплавки;

внесение изменений в ограничения, которые применяются к таблице A.1 на твердость сварки;

внесение эквивалентов ISO стандартам ASTM по твердости;

внесение небольшого числа других технических изменений;

внесение изменений с целью более четко разъясняющего текста и исправления редакционных ошибок.


ISO 15156-2:2009 был разработан Техническим комитетом ISO/TC 67 «Материалы, оборудование и морские конструкции для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности».

Необходимо иметь в виду, что некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектом патентного права. ISO не берет на себя ответственность за идентификацию какого-либо отдельного или всех таких патентных прав.

ISO 15156 состоит из следующих частей под общим названием Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих H2S, при нефте- и газодобыче:

- Часть 1: Общие принципы выбора трещиноустойчивих материалов;

- Часть 2: Трещиноустойчивые углеродистые и низкоуглеродистые стали и применение литейных чугунов;

- Часть 3. Трещиноустойчивые и коррозионно-стойкие сплавы, другие виды сплавов.


Перевод с английского языка (en). Перевод на русский язык заверен Комитетом по техническому регулированию и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан.

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Комитете по техническому регулированию и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан.


Степень соответствия – идентичная (IDT)


^ 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Содержание


Предисловие




Введение




1

Область применения




2

Нормативные ссылки




3

Термины и определения




4

Обозначения и сокращения




5

Информация для закупок




6

Факторы,влияющиенаустойчивостьуглеродистыхинизколегированныхсталейвсредах,содержащихH2S




7

Оценка и выбор углеродистых и низколегированных сталей, устойчивых к SSC, SOHIC и SZC




8

Оценка углеродистых и низколегированных сталей на устойчивость к HIC и SWC




9

Маркировка




Приложение А

(обязательное) Углеродистые и низколегированные стали, устойчивые к SSC (а также требования и рекомендации по применению чугунов)




Приложение B

(обязательное) Оценка углеродистых и низколегированных сталей для эксплуатации в сероводородосодержащей среде, путем лабораторных испытаний




Приложение С

(справочное) Определение парциального давления сероводорода




Приложение D

(справочное) Рекомендации по определению pH




Приложение E

(справочное) Информация, предоставляемая для закупа материала




Библиография











Введение


Последствия внезапных отказов металлических деталей, используемых на нефтяных и газовых месторождениях и связанных с их воздействием к промышленным жидкостям, содержащих H2S, привело к подготовке первого издания NACE MR0175. Настоящий стандарт был опубликован в 1975 году Национальной ассоциацией инженеров-коррозионистов, ныне известной как NАСЕ International.

Первое и последующее издания NACE MR0175 определило пределы парциального давление H2S, при котором меры предосторожности относительно сульфидного растрескивания под напряжением (SSC) всегда считаются необходимыми. Они также обеспечивают руководство по отбору и характеристике SSC-устойчивых материалов, при превышении пределов содержания H2S. Во многих последних изданиях NACE MR0175 также установлены допустимые пределы для некоторых коррозионно-стойких сплавов, в зависимости от условий окружающей среды, уровня pH, температуры и парциального давления H2S.

В отдельных разработках, Европейская федерация специалистов по борьбе с коррозией опубликовала EFC Издание 16 в 1995 году и EFC Издание 17 в 1996 году. В целом, эти документы являются приложением к NACE, несмотря на то, что они различны в области применения и деталях.

Издание трех частей ISO 15156 и NACE MR0175/ISO впервые было закончено в 2003 году. Настоящие технически идентичные документы используют вышеизложенные источники для установления требований и рекомендаций для классификации и отбора материалов для безопасного применения в средах, содержащих жидкий H2S, в системах нефте- и газодобычи. Они дополняются методами испытаний NACE TM0177 и NACE TM0284.

Пересмотр ISO 15156-2:2009 предполагает консолидацию всех изменений, согласованных и опубликованных в Технической поправке 1, ISO 15156-2:2003/Cor. 1:2005 и Директивным указанием по техническим вопросам 1, ISO 15156-2:2001/Cir. 1:2007 (E), опубликованным секретариатом агенства обслуживания ISO 15156 в DIN в Берлине.

Изменения были разработаны и одобрены голосованием группы-представителей из нефте- и газодобывающей отрасли. Большинство из настоящих изменений обусловлено вопросами, поднятыми пользователями документа. Описание процесса, посредством которого эти изменения были утверждены, могут быть найдены в ISO 15156 на сайте www.iso.org/iso15156maintenance.

При необходимости, будущие временные изменения в ISO 15156-2: 2009 будут обработаны таким же образом и приведут к временному обновлению ISO 15156-2: 2009 экспертами нефте- и газодобывающей отрасли в виде технических исправлений или технического объявления. Пользователи документа должны знать о возможном существовании таких документов и о возможном влиянии на срок действия датированных ссылок в ISO 15156-1: 2009.

Агентство по обслуживанию ISO 15156 DIN было создано после одобрения Совета технического управления ISO, указанном в документе 34/2007. Настоящий документ поясняет структуру агентства, которое включает в себя экспертов из NACE, EFC и ISO/ТК 67/WG 7, а также процесс утверждения поправок. Он доступен на сайте ISO 15156 и в Секретариате ISO/TC 67. Сайт также предоставляет доступ к соответствующим документам, которые предоставляют более подробную информацию о техническом обслуживании ISO 15156.


^ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


Нефтяная и газовая промышленность

Материалы для применения в средах, содержащих H2S, при нефте- и газодобыче

Часть 2. Трещиноустойчивая углеродистая и низкоуглеродистая сталь и применение литейных чугунов


Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production —Part 2: Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons


^ Дата введения –ХХХ-ХХ-ХХ



Область применения



Настоящий стандарт устанавливает требования и содержит рекомендации по выбору и оценке углеродистых и низколегированных сталей для изготовления оборудования, эксплуатируемого в сероводородсодержащей среде при добыче нефти и газа и переработке газа, где отказ такого оборудования может повлечь за собой риск для здоровья и безопасности населения и персонала или для окружающей среды. Настоящий стандарт может использоваться в целях недопущения дорогостоящего коррозионного повреждения оборудования. Требования настоящего стандарта дополняют, но не заменяют требования к материалам, содержащиеся в соответствующих нормативных документах.

Настоящий стандарт рассматривает устойчивость углеродистых и низколегированных сталей к SSC,SOHIC,SZC,SWC, HIC.

Настоящий стандарт рассматривает только вопросы растрескивания. Разрушение материалов в результате (с потерей массы) общей или локальной коррозии настоящим стандартом не рассматриваются.

В таблице 1 приведен неполный перечень оборудования, на которое распространяются требования настоящего стандарта, включая допустимые исключения.

Настоящий стандарт устанавливает требования к выбору и оценке материалов для оборудования, проектируемого и сконструированного на основе расчета по допускаемым напряжениям. Требования к конструкциям, рассчитываемым с учетом пластичности (например, расчет по напряжениям и расчет по предельным состояниям) указаны в разделе 5, ISO 15156-1:2009,.

В приложении А приводятся перечни устойчивых к SSC углеродистых и низколегированных сталей, а А.2.4 содержит требования к применению чугунов.

Требования настоящего стандарта могут не полностью соответствовать требованиям к материалам для оборудования, используемого при переработке нефти газа.


Примечание – Металлические материалы, выбранные в соответствии с настоящим стандартом, устойчивы к растрескиванию в определенных средах, содержащих H2S при нефте- и газодобыче, но не обязательно застрахованы от растрескивания при любых условиях эксплуатации. Ответственность за выбор материалов, пригодных для предполагаемой эксплуатации, несет пользователь оборудования.


Таблица 1 – Оборудования,накотороераспространяютсятребованиянастоящегостандарта


Наименование оборудования

Допустимые исключения

Оборудование буровых и скважинных сооружений, а также оборудование для ремонта скважин

Оборудование, подверженное воздействию только буровых растворов с контролируемым химическим составом1)

Буровые долота

Противовыбросовые превенторы (ВОР) со срезающими плашками2)

Системы буровых райзеров

Спусковые колонны

Канаты для работы со скважинным оборудованием и оборудование к ним 3)

Первая технологическая и промежуточные колонны обсадных труб

Оборудование скважин, включая подземное, оборудование для газлифта, устьевое оборудование и фонтанная елка

Штанговые насосы и насосные штанги 4)

Погружные электронасосы

Другое механизированное насосно-технологическое оборудование

Клинья

Нефтегазосборный коллектор, промысловые магистральные трубопроводы, оборудование и сооружения промысла и установки промысловой обработки

Установки для хранения сырой нефти и погрузочно-разгрузочные устройства, работающие при общем абсолютном давлении ниже 0,45 МПа

Оборудование для системы водоснабжения и водообработки

Установки водоснабжения, работающие при общем абсолютном давлении ниже 0,45 МПа

Водосливные-наливные устройства

Оборудование установок по подготовке и очистке природного газа

—

Трубопровод для транспортирования жидких, газовых и многофазных текучих сред

Газопроводные линии, предназначенные для общего коммерческого и бытового использования

Для всего указанного выше оборудования

Детали, испытывающие только напряжение сжатия


1) Для более подробной информации см. ISO 15156-2:2009 (A.2.3.2.3).

2) Для более подробной информации см. ISO 15156-2:2009 (A.2.3.2.1).

3)Лубрикаторы канатов для работы со скважинным оборудованием и соединительные устройства лубрикаторов не являются допускаемыми исключениями.

4)В отношении вставных штанговых насосов и насосных штанг необходимо сделать ссылку на NACE MR0176.


^ 2 Нормативные ссылки


Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO 6506-1, Metallic materials – Brinell hardness test – Part 1: Test method (Металлические материалы. Испытание твердости по Бринеллю. Часть 1: Метод испытания).

ISO 6507-1, Metallic materials – Vickers hardness test – Part 1: Test method (Металлические материалы. Испытание твердости по Виккерсу. Часть 1: Метод испытания)

ISO 6508-1, Metallic materials – Rockwell hardness test – Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T), (Металлические материалы. Испытание твердости по Роквеллу. Часть 1: Метод испытания (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

ISO 6892-1, Metallic materials – Tensile testing – Part 1: Method of test at room temperature (Металлические материалы. Испытание на растяжение. Часть 1: Метод испытания при комнатной температуре)

ISO 10423, Petroleum and natural gas industries – Drilling and production equipment – Wellhead and Christmas tree equipment (Нефтяная и газовая промышленность.Промысловое оборудование. Устьевое и устьевое фонтанное оборудование)

ISO 15156-1:2009, Petroleum and natural gas industries – Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production – Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials (Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих H2S, при нефте- и газодобыче. Часть 1. Общие принципы выбора трещиноустойчивых материалов)

ISO 15156-3:2009, Petroleum and natural gas industries – Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production – Part 3: Cracking-resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys (Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих H2S, при нефте- и газодобыче. Часть 3. Трещиноустойчивые коррозионностойкие и другие сплавы).

NACE TM0177-051), Laboratory testing of materials for resistance to sulfide stress cracking and stress corrosion cracking in H2S environments (Лабораторные испытания металлов на сопротивление сульфидному растрескиванию под напряжением в средах, содержащих H2S).

NACE TM0284, Evaluation of pipeline and pressure vessel steels for resistance to hydrogen-included cracking (Оценка стали для трубопроводов и сосудов высокого давления на сопротивление растрескиванию под воздействием водорода).

Публикация 16 EFC2), Guidelines on materials requirements for carbon and low alloy steels for H2S-containing environments in oil and gas production (Руководство по требованиям к материалам в отношении углеродистых и низколегированных сталей, предназначенных для эксплуатации в средах, содержащих H2S, в нефте- и газодобывающих отраслях).

SAE AMS-2430P3), Shot Peening, Automatic (Дробеструйное упрочнение, Автоматическое).


3 Термины и определения

В настоящем стандарте используются следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 твердость по Бринеллю (Brinell hardness, HBW): Значение твердости, измеренное в соответствии с ISO 6506-1, с применением вольфрамового шарика диаметром 10 мм и силой воздействия в 29,42 кН

Примечание – Относительно к данному положению ASTM Е10 эквивалентен ISO 6506-1.

^ 3.2 давление насыщения (bubble-point pressure pB): Давление, при котором в жидкости при определенной рабочей температуре образуются пузырьки газа (см. раздел В.2).

^ 3.3 выглаживание (burnish): процесс сглаживания поверхностей с помощью фрикционного контакта между материалами и твердыми частями другого материала, такими как закаленные стальные шарики

^ 3.4 отливка (casting): металл, получаемый путем затвердевания расплавленного металла в литейной форме

3.5 чугун (castiron): железоуглеродистый сплав, содержащий примерно от 2 % до 4 % углерода в массовой доле.

^ 3.5.1 серый чугун (grey cast iron): чугун с поверхностью излома серого цвета в результате присутствия пластинчатого графита

3.5.2 белый чугун (white cast iron): чугун с поверхностью излома белого цвета в результате присутствия цементита

^ 3.5.3 ковкий чугун (malleable cast iron): белый чугун, прошедший термообработку для преобразования цементита, полностью или частично, в графит (углерод отжига)

3.5.4 высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ductile cast iron): чугун, обработанный при плавлении элементом (обычно, магнием или церием), преобразующим графит в шаровидную форму.

^ 3.6 цементит (cementite): микроструктурный компонент сталей, состоящий, в основном, из карбида железа (Fe3C)

3.7 обработка в холодном состоянии (cold working, cold deforming, cold forging, cold forming): (холодное деформирование, холодная штамповка, холодное формирование): Пластическое деформирование металла при температуре и скорости деформации, вызывающих деформационное упрочнение (обычно, но не обязательно) при комнатной температуре.

^ 3.8 пригодность для определённой цели (fitness-for-purpose): пригодность для применения в ожидаемых условиях эксплуатации

3.9 автоматная сталь (free-machining steel): сталь, в которую намеренно добавляют такие элементы как сера, селен и свинец для улучшения обрабатываемости

^ 3.10 нижняя критическая температура (lower critical temperature): температура черного металла, при которой начинает образовываться аустенит во время нагревания или при которой преобразование аустенита завершается во время охлаждения

^ 3.11 азотирование (nitriding): процесс поверхностного упрочнения, во время которого в поверхность металлических материалов (чаще всего ферросплавов) вводится азот.

Пример - Азотирование в жидкой среде, газовое азотирование, ионное азотирование, плазменное азотирование.

^ 3.12 нормализация (normalizing): нагревание черного металла до подходящей температуры выше области (интервала) превращения (аустенизации), выдержка при этой температуре в течение необходимого времени и последующее охлаждение в неподвижном воздухе (или защитной атмосфере) до температуры значительно ниже области (интервала) превращения.

^ 3.13 пластически деформированный (plastically deformed): обладающий остаточной деформацией, под воздействием напряжения превышающего предела упругости, т.е. предел пропорциональности деформации к напряжению (график зависимости).

^ 3.14 детали, работающие под давлением (pressure-containing parts): детали, нарушение функционирования которых приводит к вытеканию скважинных флюидов в атмосферу.

Пример – Корпуса, крышки и штоки.

^ 3.15 закаленный и отпущенный (quenched and tempered): упрочненный закалкой с последующим отпуском

3.16 твердость С по шкале Роквелла (Rockwell C hardness, HRC): значение твердости, измеренной в соответствии с ISO 6508 при испытании с применением алмазного конусного наконечника и усилия 1471 Н

Примечание – Относительно к данному положению ASTME18эквивалентен ISO 6508-1.

^ 3.17 дробеструйное упрочнение (shot peening): получение (стимулирование) сжимающего напряжения в поверхностном слое материала путем ударами (обстрела) твердыми частицами, как правило, круглой стальной дробью в контролируемых условиях.

^ 3.18 снятие напряжения (stress relieving): нагрев металла до подходящей температуры, выдерживание при этой температуре достаточно долго, чтобы уменьшить остаточное напряжение, и последующее охлаждение, достаточно медленное, для того чтобы свести к минимуму развитие новых остаточных напряжений.

^ 3.19 отпуск (tempering): термообработка путем нагрева до температуры ниже нижней критической температуры с целью уменьшения твердости и увеличения ударной вязкости закаленной стали, закаленного чугуна и нормализованной стали.

^ 3.20 предел прочности на растяжение (tensile strength, ultimate strength): отношение максимальной нагрузки к исходной площади поперечного сечения (см. ISO 6892-1).

3.21 испытательная партия (test batch): группа изделий, представляющая партию продукции, соответствие которой с установленными требованиями можно определить путем испытания образцов по определенному методу.

^ 3.22 трубный компонент (tubular component): цилиндрический компонент (труба), имеющий продольное отверстие, используемый для транспортирования флюидов в операциях бурения/добычи.

^ 3.23 твердость по Виккерсу (Vickers hardness HV): значение твердости, измеренное в соответствии с ISO 6507-1 при испытании с помощью применения алмазного пирамидообразного наконечника и одной из нескольких возможных приложенных нагрузок.

Примечание – Относительно к данному положению ASTME92 эквивалентен ISO 6507-1.

^ 3.24 сварное соединение (weldment): тот участок детали, на которой выполнялась сварка, включая металл шва, зону термического влияния (HAZ) и прилегающий основной металл.

^ 3.25 металл шва (weld metal): сплав, образованный в результате расплавления металла (основного и/или наплавленного) при сварке детали.

3.26 деформируемый металл (wrought metal): металл в твердом состоянии, которому придают необходимую форму путем обработки (проката, экструзии, ковки и т.д.) обычно при повышенной температуре.


^ 4 Обозначения и сокращения


В настоящем стандарте употреблены следующие сокращения

AYS Фактический предел текучести (actual yield strength);

CLR Относительная длина трещины (показатель длины трещины) (crack length ratio);

CR Испытание методом полукруглого (С-образного) кольца (c-ring (test);

CSR Степень растрескивания (crack surface ratio);

CTR Относительная толщина трещины (crack thickness ratio);

DCB Испытание методом двойной консольной балки (double cantilever beam (test);

FPB Испытание методом четырех точечного изгиба (four point bend (test);

HBW Твердость по Бринеллю (Brinell hardness);

HIC Водородное растрескивание (hidrogen-induced cracking);

HRC Твердость по Роквеллу (шкала С) (Rockwell hardness (scale C);

HSC Водородное растрескивание под напряжением (hydrogen stress cracking);

HV Твердость по Виккерсу (Vickers hardness);

OCTG Трубы нефтяного сортамента, т.е. обсадные, бурильные и насосно-компрессорные трубы (oil country tubular goods, i.e. casing, tubing and drill pipe);

pH2S Парциальное давление H2S (partial pressure of H2S);

Rp0,2 0,2%-ный условный предел текучести в соответсвии с ISO 6892 (0,2 % proof stress);

SMYS Минимальный гарантируемый предел текучести (specified minimum yield strength);

SOHIC Водородное растрескивание, ориентированное по напряжению (stress-oriented hydrogen-induced cracking);

SSC Сероводородное растрескивание под напряжением (sulfide stress-cracking);

SWC Ступенчатое растрескивание (step wise cracking);

SZC Растрескивание мягких зон (soft-zone cracking);

^ Т Температура;

UNS Единая система нумерации (из SAE-ASTM, Металлы и сплавы в Единой системе нумерации) (Unified Numbering System, From SAE-ASTM, Metals and alloys in the Unified Numbering System);

UT Испытание методом одноосного растяжения (uniaxialtensiletest).


^ 5 Информация для закупок


5.1 При подготовке требований к закупаемой продукции может потребоваться взаимодействие и обмен информацией между покупателем оборудования, поставщиком оборудования и производителем материала для обеспечения соответствия закупаемого материала стандарту ISO 15156-1 и настоящему стандарту.

5.2 Необходимо предоставить следующую информацию:

предпочтительные типы и/или марки материала (если известно);

тип оборудования (если известен);

ссылку на настоящий стандарт;

исходные данные для выбора материалов, устойчивых к SSC (см. раздел 7);

требования в отношении к устойчивости к HIC (см. раздел 8).

5.3 Пользователь оборудования и поставщик оборудования/производитель материала могут договориться о выборе углеродистой или низколегированной стали, отличающейся от описанных или перечисленных в приложении А, при условии проведения испытаний на ее соответствие техническим условиям согласно приложению B и стандарту ISO 15156-1. Квалификационные требования могут быть расширены и включать устойчивость к SOHIC и SZC.

Если потребитель намерен воспользоваться этими соглашениями, договорами и оценкой, необходимо четко указать соответствующие сведения в технических требованиях к закупаемой продукции. Такая информация может включать:

требования к испытаниям материала на устойчивость к SSC (см. 7.1, 7.2);

условия эксплуатации для применения в особых агрессивных средах;

другие специальные требования.

5.4 В приложении В описывается расчет парциального давление H2S, а в приложении D представлено руководство по определению значения рН (кислотности) текучей среды.

5.5 Информация, необходимая для закупа материала указывается в соответствующих формах записей данных и представляется поставщику оборудования/производителю материала. Рекомендуемые формы приведены в приложении E.


^ 6 Факторы, влияющие на устойчивость углеродистых и низколегированных сталей в средах, содержащих H2S


Устойчивость углеродистых и низколегированных сталей в средах содержащих H2S, зависит от сложного взаимодействия параметров, включающих:

a) химический состав, способ производства, форму изделия, прочность, твердость материала и ее локальное отклонение, объем обработки в холодном состоянии, условие термической обработки, микроструктуру, неоднородность микроструктуры, крупность частиц и чистоту материала;

b) парциальное давление H2S или эквивалентную концентрацию сероводорода в водной фазе;

c) концентрацию хлорид-иона в водной фазе;

d) уровень кислотности (рН) водной фазы;

e) присутствие серы или других окислителей;

f) подверженность к воздействию непроизводственных жидкостей;

g) температуру воздействия;

h) общие растягивающие напряжения (приложенное и остаточное);

i) длительность воздействия.

Вышеперечисленные факторы должны учитываться при использовании настоящего стандарта для выбора материалов, пригодных к эксплуатации в сероводородсодержащей среде, для оборудования добычи нефти и газа.


7 Оценка и выбор углеродистых и низколегированных сталей, устойчивых к SSC,SOHIC и SZC


^ 7.1 Вариант 1. Выбор сталей (и чугунов), устойчивых к SSC согласно А.2

7.1.1 Для сред p H2S< 0,3 кПа

Выбор материалов, устойчивых к SSC, для сред с рH2Sменее 0,3 кПа в настоящем стандарте подробно не рассматривается. Как правило, специальных мер предосторожности в отношении выбора стали для применения в подобных условиях, не требуется, тем не менее, чувствительные к растрескиванию стали могут подвергнуться растрескиванию. Дополнительная информация о факторах, влияющих на склонность стали к растрескиванию, и воздействию механизмов растрескивания, помимо SSC, приведена в 7.2.1.


^ 7.1.2 Для сред pH2S≥ 0,3 кПа

При парциальном давлении сероводорода в газе не менее 0,3 кПа, стали устойчивые к SSC выбираются согласно А.2.

Примечание 1 – Стали, описанные или перечисленные в А.2, считаются устойчивыми к SSC в условиях эксплуатации на нефтегазодобывающих промыслах и заводах по обработке природного газа.

Примечание 2 –При возникновении SOHIC и/или SZC, указано в 7.2.2.

Примечание 3 – В отношении HIC и SWC, указано в разделе 8.


^ 7.2 Вариант 2. Выбор сталей для эксплуатации в сероводородсодержащей среде или других агрессивных средах.

7.2.1 Сероводородное растрескивание под напряжением (SSC)

7.2.1.1 Общие положения

Вариант 2 позволяет потребителю проводить оценку и выбор материалов, устойчивых к SSC, в условиях эксплуатации в сероводородсодержащей (кислотной) среде или в других агрессивных средах.

Для данного способа необходимо знать значения рН «на месте» среды эксплуатации и парциального давления H2S, а также зависимость этих параметров от времени (см. ISO 15156-1).

Вариант 2 рекомендуется при закупе материалов массового производства, таких как OCTG или трубопроводных труб, в тех случаях, когда экономический стимул от использования материалов, не описанных и не перечисленных в приложении А, превышают расходы связанные с их дополнительной оценкой и другими возникающими затратами. Также может быть произведена оценка стали для производства другого оборудования. В некоторых случаях, требуется договоренность между поставщиком и потребителем оборудования в отношении методов (видов) испытаний и критериев приемки. Подобные договоренности должны быть подтверждены документально.

Вариант 2 также рекомендуется при определении пригодности к использованию имеющегося оборудования из углеродистой и низколегированной стали, эксплуатацию которого необходимо осуществлять в средах более агрессивных, чем это предусмотрено в настоящих расчетах.


^ 7.2.1.2 Зоны SSС агрессивности окружающей среды

Агрессивность сероводородсодержащей среды, определенная в соответствии с ISO 15156-1, в отношении устойчивости углеродистой или низколегированной стали к SSC, должна быть оценена с помощью рисунка 1. При определении агрессивности сероводородсодержащих сред, необходимо учитывать вероятность воздействия буферных конденсированных водных фаз с низким уровнем рН в период простоя или сбоя. Наличие кислот, используемых для воздействия на скважину (на пласт) и обратный поток кислот после воздействия на пласт, также могут повлиять при определении агрессивности среды.


7.2.1.3 Зона 0, pH2S< 0,3 кПа

Как правило, при выборе сталей для эксплуатации в условиях зоны 0 специальных мер предосторожности не требуется. Тем не менее, рекомендуется рассмотреть ряд факторов, которые могут повлиять на эксплуатационные характеристики стали в этой зоне, а именно:

- Стали, высокочувствительные к SSC и HSC, могут подвергаться разрушению.

- Физические и металлургические свойства стали влияют на устойчивость к SSC и HSC (см. раздел 6).

- Высокопрочные стали могут подвергаться HSC в водных средах, не содержащих H2S. При пределе текучести сталей выше 965 МПа необходимо обратить внимание на химический состав и обработку, для того чтобы убедиться, что эти стали не подвержены растрескиванию по механизмам SSC или HSC в средах зоны 0.

- Концентрация напряжений повышает риск образования трещин.



Где

Х парциальное давление H2S, кПа

Y уровень рН

0 зона 0

1 зона SSC 1

2 зона SSC 2

3 зона SSC 3

Примечание 1 - Прерывистая линия на рисунке ниже 0,3 кПа, отражает неопределенность в отношении измерения парциального давления H2S (при низком содержание H2S), а зоны выше 1 МПа в отношении устойчивости сталей (как для низкого, так и для высокого содержания H2S).

Примечание 2 - Руководство по расчету парциального давления H2S приведено в приложении C.

Примечание 3 - Руководство по расчету рН приведено в приложении D.


Рисунок 1 - Зоны агрессивности среды в отношении SSC углеродистых и низколегированных сталей


^ 7.2.1.4 Зоны 1, 2 и 3 SSC

Исходя из определений зон агрессивности воздействия, представленных на рисунке 1, стали для применения в условиях зоны 1 можно выбирать в соответствии с А.2, А.3 и А.4, стали для зоны 2 в соответствии с А.2 или А.3, а стали для зоны 3 по А.2.

При отсутствии подходящих вариантов в приложении А, проводятся испытания и оценка углеродистых и низколегированных сталей с учетом условий их эксплуатации в сероводородсодержащей среде, или в определенных зонах SSC. Испытания и оценка должны проводиться в соответствии с ISO 15156-1 и приложением В.

При выборе материала для применения в сероводородсодержащих средах, в качестве основы также используют документально подтвержденный опыт эксплуатации (см. ISO 15156-1).


^ 7.2.2 SOHIC и SZC

При оценке листовой углеродистой стали и сварочных изделий для работы в кислых (сероводородсодержащих) средах, потребитель должен рассмотреть SOHIC и SZC в соответствии с ISO 15156-1.

В разделе B.4 дано руководство по методам испытаний и по критериям приемки для оценки устойчивости к SOHIC и SZC.

Примечание – Проявления вышеуказанных механизмов редки и недостаточно изучены. Они возникают в результате случайных дефектов основной стали (SOHIC) и в зоне HAZ сварочных швов (SOHIC и SZC). Считается, что такие явления происходят только в углеродистых сталях. Также считается, что присутствие серы или кислорода в среде эксплуатации увеличивает вероятность повреждения такими механизмами.


^ 7.3 Требования к твердости

7.3.1 Общие положения

Твердость основных материалов, сварных швов и их зон термического влияния играет важную роль в устойчивости углеродистых и низколегированных сталей к SSC. Получить сталь, устойчивую к SSC. возможно посредством контроля (и регулирования) её твердости.


^ 7.3.2 Твердость основного металла

Если известны результаты измерения твердости основного металла, то для установления фактической твердости испытуемой стали необходимо выполнить достаточное количество испытаний. Отдельные показания HRC, превышающие значения, допустимые в настоящем стандарте, можно считать приемлемыми, если среднее значение нескольких показаний, взятых на достаточно малом интервале, не превышает допустимого значения и если ни одно отдельное показание не превышает более чем на две единицы HRC допустимого значения. Аналогичные требования должны применяться к другим методам определения твердости, когда указано в настоящем стандарте или на нее ссылаются в спецификации.

Примечание – Число и место выполнения испытания твердости основного металла настоящим стандартом не нормируются.

Для ферритных сталей, в Публикации 16 EFC приведены диаграммы преобразования показаний твердости из единиц Виккерса (HV) в единицы Роквелла (HRC), а также из единиц Виккерса (HV) в единицы Бринелля (HBW), полученные из таблиц стандартов ASTM E140 и ISO 18265. Существуют также другие таблицы преобразования. Потребители могут выполнить корреляции для отдельных материалов самостоятельно.


^ 7.3.3 Сварные швы

7.3.3.1 Общие положения

Процессы, происходящие при сварке углеродистых и низколегированных сталей, влияют на их чувствительность к SSC, SOHIC и SZC.

Процессы и расходные материалы следует выбирать в соответствии с установившейся практикой и с целью достижения требуемой устойчивости к растр