Umgang mit NACE MR0175/ISO 15156: Ein Prüfungsliste zur Konformität von Edelstahl im Einsatz in sulfidhaltigen Öl- und Gasanwendungen

Umgang mit NACE MR0175/ISO 15156: Ein Prüfungsliste zur Konformität von Edelstahl im Einsatz in sulfidhaltigen Öl- und Gasanwendungen

Die Auswahl und Qualifizierung von Edelstahl für Sour-Service-Anwendungen (Umgebungen mit Wasserstoffsuperoxid, H₂S) ist eine kritische ingenieurtechnische Herausforderung, die durch den strengen internationalen Standard geregelt wird NACE MR0175 / ISO 15156 . Nichtbefolgen führt zu schwerwiegenden Materialausfällen, Sicherheitsvorfällen und Nichteinhaltung von Vorschriften durch Regulierungsbehörden. Diese Checkliste bietet ein direktes, handlungsorientiertes Rahmenwerk, um sicherzustellen, dass Ihre Edelstahlkomponenten diese wesentlichen Anforderungen erfüllen.

✅ Teil 1: Umweltdefinition-Checkliste

Die Norm gilt nur, wenn ALLE folgenden Bedingungen erfüllt sind:

• H₂S-Partialdruck: > 0,3 kPa (0,05 psi).

• Vorhandensein von Wasser: Die Umgebung ist wassergesättigt oder eine wässrige Phase ist vorhanden.

• Gesamtdruck: ≥ 65 kPa (0,65 bar, 9,4 psi) (Dies wird häufig übersehen, ist jedoch eine entscheidende Klausel).

Wenn eine der Bedingungen nicht erfüllt ist, gilt die Norm rechtlich nicht, obwohl viele Betreiber ihre Grundsätze als bewährte Praxis anwenden.

✅ Teil 2: Prüfliste für Werkstoffauswahl und Härtekonformität

Das Kernprinzip des Standards ist, dass härte eine primäre Kenngröße für die Empfindlichkeit gegen Sulfidspannungsrißkorrosion (SSC) ist. Die folgenden Grenzwerte sind absolut und unverhandelbar.

Maßnahmen:

• Bestätigen Sie das Maximum tatsächliche H₂S-Partialdruck und Gesamtdruck der Einsatzumgebung.

• Für jedes kaltverformte Bauteil (gebogene Rohre, kaltgeformte Böden) den Grad der Kaltverformung berechnen und eine maximale kaltverformung von 20% vorsehen, sofern nicht anders qualifiziert.

• Erforderlich: Angeben Lösungsgeglüht und abgeschreckt zustand für alle austenitischen und Duplex-Edelstahlaufträge.

• Geben Sie auf Ihren Bestellscheinen den maximal zulässigen Härte-Wert an (z. B. "HRC 22 max. nach NACE MR0175") und fordern Sie eine Werktsertifizierung an.

✅ Teil 3: Fertigungs- und Schweißkonformitäts-Checkliste

Die Konformität des Materials kann durch schlechte Herstellungsverfahren völlig außer Kraft gesetzt werden.

Schweiß:

• Verfahrenskwalifikation (WPS/PQR): Qualifizieren von Schweißverfahren unter Bedingungen, die die saure Betriebsumgebung simulieren.

• Zusatzwerkstoff: Die Verwendung von Füllmetallen, die zu einer Schweißablagerung führen, die der Korrosionsbeständigkeit des Grundmetalls entspricht (z. B. ER2209 für Duplex 2205).

• Härteüberwachung: Das Schweißkonstrukt, einschließlich des Schweißmetalls und der wärmeeinflussbehafteten Zone (HAZ), darf die Härtegrenze des Grundwerkstoffs nicht überschreiten. Dies ist ein kritischer Punkt des Versagens.

• Nachschweißwärmebehandlung (PWHT): Ist allgemein Nicht empfohlen für austenitische und Duplex-Stähle ungeeignet, da sie die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen und eine Sigma-Phasen-Ausscheidung verursachen kann. Falls erforderlich, muss eine vollständige Lösungsglühung durchgeführt werden.

Allgemeine Fertigung:

• Kennzeichnung: Vermeiden Sie den Einsatz von Stempeln oder Werkzeugen aus niedriglegierten Stählen auf Edelstahloberflächen, um Eisenzugang und potenzielle Initiationstellen zu verhindern.

• Kontamination: Vermeiden Sie den Kontakt mit Kohlenstoffstahl (z. B. durch den Einsatz spezieller Edelstahlwerkzeuge, Drahtbürsten und Lagerbereiche).

✅ Teil 4: Verifikations- und Dokumentationscheckliste (Die Papier-Spur)

Die Einhaltung muss nachweisbar sein. Ohne Dokumentation sind Sie nicht konform.

Materialzertifizierung:

• Werkstoffprüfbücher (MTRs): Müssen bereitgestellt werden und Folgendes explizit angeben:

  • Chemische Zusammensetzung zur Bestätigung der Güte.

  • Wärmebehandlungsbedingung (z. B. „Lösungsgeglüht bei 1050 °C und wassergehärtet“).

  • Tatsächliche Härtewerte (z. B. „HRC 20“) aus mehreren Tests.

Wareneingangsprüfung:

• Positive Materialidentifikation (PMI): Überprüfen Sie die Legierungschemie jedes Bauteils mithilfe eines RFA-Analysators.

• Härteprüfung: Führen Sie vor Ort Härteprüfungen (z. B. mit einem tragbaren Rockwell-Tester) an einer statistischen Stichprobe durch, mit besonderem Schwerpunkt auf Schweißnähten, Bögen und anderen Hochrisikobereichen.

Endmontage:

• Erstellen Sie eine Technische Audit-Datei mit folgendem Inhalt:

  • MTRs für alle Materialien.

  • Zertifizierte WPS/PQR-Berichte.

  • PMI- und Härteprüfberichte.

  • Konformitätserklärungen, die die Einhaltung von NACE MR0175/ISO 15156 bestätigen.

⚠️ Teil 5: Häufige Fehler & Wie man sie vermeidet

• Fallstrick: Davon ausgehen, dass ein Standard-316L-Anschluss von einem Universalanbieter konform ist.

  • Lösung: Beziehen Sie ausschließlich Anbieter, die auf Öl- und Gas spezialisiert sind und die vollständige NACE-Dokumentation bereitstellen können.

• Fallstrick: Eine vollständig konforme Platte wird mit einem nicht qualifizierten Schweißverfahren geschweißt, wodurch eine Wärmeeinflusszone (HAZ) mit einer Härte von HRC 35 entsteht.

  • Lösung: Kontrollieren Sie den gesamten Fertigungsprozess. Qualifizieren Sie Schweißer und Verfahren ausdrücklich für den Einsatz in saurem Milieu.

• Fallstrick: Ignorieren der Regel zur „Endmontage“. Ein System ist nur konform, wenn jedes einzelne Bauteil innerhalb des definierten sauren Milieus konform ist.

  • Lösung: Wenden Sie diese Prüfliste auf jedes einzelne Bauteil an: Ventile, Bolzen, Dichtungen, Rohre und Instrumentenanschlüsse.

Haftungsausschluss: Diese Prüfliste ist ein Leitfaden basierend auf NACE MR0175/ISO 15156-3. Maßgeblich ist jedoch stets die aktuellste Version des Standards selbst. Konsultieren Sie bei kritischen Anwendungen immer einen Korrosions- oder Werkstoffingenieur, der für die Anwendung dieses Standards zertifiziert ist.