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In Branchen wie der Öl- und Gasindustrie, in denen Ausrüstung und Infrastruktur regelmäßig rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, ist die Auswahl von Materialien, die korrosiven Bedingungen standhalten, von entscheidender Bedeutung. Zwei wichtige Standards, die die Materialauswahl für Umgebungen mit Schwefelwasserstoff (H₂S) leiten, sind NACE MR0175 Und NACE MR0103. Beide Normen zielen zwar darauf ab, Spannungsrisse durch Sulfid (SSC) und andere durch Wasserstoff verursachte Schäden zu verhindern, sie sind jedoch für unterschiedliche Anwendungen und Umgebungen konzipiert. Dieser Blog bietet einen umfassenden Überblick über die Unterschiede zwischen diesen beiden wichtigen Normen.

Einführung in die NACE-Standards

NACE International, jetzt Teil der Association for Materials Protection and Performance (AMPP), hat sowohl NACE MR0175 als auch NACE MR0103 entwickelt, um die Herausforderungen durch saure Betriebsumgebungen – solche, die H₂S enthalten – zu bewältigen. Diese Umgebungen können zu verschiedenen Formen von Korrosion und Rissbildung führen, die die Integrität der Materialien beeinträchtigen und möglicherweise zu katastrophalen Ausfällen führen können. Der Hauptzweck dieser Standards besteht darin, Richtlinien für die Auswahl von Materialien bereitzustellen, die diesen schädlichen Auswirkungen standhalten können.

Umfang und Anwendung

NACE MR0175

• Hauptaugenmerk: NACE MR0175, auch bekannt als ISO 15156, ist in erster Linie für die Upstream-Öl- und Gasindustrie vorgesehen. Dazu gehören die Exploration, Bohrung, Produktion und der Transport von Kohlenwasserstoffen.
• Umfeld: Die Norm gilt für Materialien, die in sauren Umgebungen bei der Öl- und Gasförderung verwendet werden. Dazu gehören Bohrlochausrüstung, Bohrlochkopfkomponenten, Pipelines und Raffinerien.
• Weltweite Nutzung: NACE MR0175 ist ein weltweit anerkannter Standard und wird häufig in der Öl- und Gasförderung eingesetzt, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Materialien in sauren Umgebungen zu gewährleisten.

NACE MR0103

• Hauptaugenmerk: NACE MR0103 ist speziell für die Raffinerie- und Petrochemieindustrie konzipiert und konzentriert sich auf nachgelagerte Vorgänge.
• Umfeld: Die Norm gilt für Prozessanlagen, in denen Schwefelwasserstoff vorhanden ist, insbesondere in feuchten H₂S-Umgebungen. Sie ist auf die Bedingungen in Raffinationsanlagen wie Hydroprocessing-Anlagen zugeschnitten, in denen ein erhebliches Risiko von Spannungsrissen durch Sulfid besteht.
• Branchenspezifisch: Im Gegensatz zu NACE MR0175, das in einem breiteren Anwendungsbereich eingesetzt wird, konzentriert sich NACE MR0103 stärker auf den Raffineriesektor.

Benötigte Materialien

NACE MR0175

• Materialoptionen: NACE MR0175 bietet eine breite Palette an Materialoptionen, darunter Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle, rostfreie Stähle, Nickellegierungen und mehr. Jedes Material wird basierend auf seiner Eignung für bestimmte saure Umgebungen kategorisiert.
• Qualifikation: Um für den Einsatz geeignet zu sein, müssen die Materialien strenge Kriterien erfüllen, darunter Beständigkeit gegen SSC, wasserstoffinduzierte Rissbildung (HIC) und Sulfidspannungskorrosion (SSCC).
• Umweltgrenzwerte: Die Norm definiert Grenzwerte für H₂S-Partialdruck, Temperatur, pH-Wert und andere Umgebungsfaktoren, die die Eignung des Materials für den Einsatz in sauren Umgebungen bestimmen.

NACE MR0103

• Materialbedarf: NACE MR0103 konzentriert sich auf Materialien, die SSC in der Raffinationsumgebung widerstehen können. Es bietet spezifische Kriterien für Materialien wie Kohlenstoffstähle, niedriglegierte Stähle und bestimmte rostfreie Stähle.
• Vereinfachte Richtlinien: Im Vergleich zu MR0175 sind die Richtlinien zur Materialauswahl in MR0103 einfacher und spiegeln die kontrollierteren und konsistenteren Bedingungen wider, die normalerweise bei Raffinationsvorgängen vorherrschen.
• Herstellungsprozess: Die Norm legt außerdem Anforderungen an Schweißen, Wärmebehandlung und Fertigung fest, um sicherzustellen, dass die Materialien ihre Rissbeständigkeit behalten.

Zertifizierung und Compliance

NACE MR0175

• Zertifizierung: Die Einhaltung der NACE MR0175 wird häufig von Aufsichtsbehörden gefordert und ist für die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit der Ausrüstung bei der Förderung von Saueröl und Sauergas von entscheidender Bedeutung. Auf die Norm wird in vielen internationalen Vorschriften und Verträgen verwiesen.
• Dokumentation: Um nachzuweisen, dass die Materialien die in MR0175 beschriebenen spezifischen Kriterien erfüllen, ist in der Regel eine ausführliche Dokumentation erforderlich. Dazu gehören die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften und die Prüfung auf Beständigkeit gegen saure Betriebsbedingungen.

NACE MR0103

• Zertifizierung: Die Einhaltung von NACE MR0103 ist in der Regel in Verträgen für Geräte und Materialien erforderlich, die in Raffinerien und petrochemischen Anlagen verwendet werden. Sie stellt sicher, dass die ausgewählten Materialien den spezifischen Herausforderungen der Raffinerieumgebung standhalten können.
• Vereinfachte Anforderungen: Die Dokumentations- und Testanforderungen für die Einhaltung von MR0103 sind zwar immer noch streng, aber häufig weniger komplex als die für MR0175. Dies spiegelt die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und Risiken bei der Raffination im Vergleich zu Upstream-Vorgängen wider.

Prüfung und Qualifikation

NACE MR0175

• Strenge Tests: Materialien müssen umfangreichen Tests, einschließlich Labortests auf SSC, HIC und SSCC, unterzogen werden, um für den Einsatz in sauren Umgebungen geeignet zu sein.
• Globale Standards: Die Norm orientiert sich an internationalen Testverfahren und erfordert häufig Materialien, die strenge Leistungskriterien unter den härtesten Bedingungen im Öl- und Gassektor erfüllen.

NACE MR0103

• Gezieltes Testen: Die Testanforderungen sind auf die spezifischen Bedingungen der Raffinerieumgebungen ausgerichtet. Dazu gehören Tests auf Beständigkeit gegen nassen H₂S, SSC und andere relevante Formen von Rissbildung.
• Anwendungsspezifisch: Die Testprotokolle sind auf die Anforderungen von Raffinationsprozessen zugeschnitten, bei denen typischerweise weniger anspruchsvolle Bedingungen herrschen als bei vorgelagerten Vorgängen.

Abschluss

Obwohl sowohl NACE MR0175 als auch NACE MR0103 die wichtige Funktion erfüllen, Spannungsrisse durch Sulfide und andere Formen umweltbedingter Risse in sauren Betriebsumgebungen zu verhindern, sind sie für unterschiedliche Anwendungen konzipiert.

• NACE MR0175 ist der Standard für Upstream-Öl- und Gasoperationen und deckt ein breites Spektrum an Materialien und Umgebungsbedingungen mit strengen Test- und Qualifizierungsprozessen ab.
• NACE MR0103 ist auf die Raffinerieindustrie zugeschnitten und konzentriert sich auf nachgelagerte Vorgänge mit einfacheren, gezielteren Materialauswahlkriterien.

Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen Normen ist wichtig für die Auswahl der richtigen Materialien für Ihre spezifische Anwendung und für die Gewährleistung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit Ihrer Infrastruktur in Umgebungen, in denen Schwefelwasserstoff vorhanden ist.