Condiciones de trabajo con resistencia al azufre

Condiciones de trabajo con resistencia al azufre

Debido al entorno de trabajo ácido derivado de la producción de petróleo, se imponen requisitos muy estrictos a los metales materiales de las válvulas para prevenir la aparición de grietas por sulfuro de hidrógeno. Por lo tanto, es necesario analizar las normas relativas a los materiales metálicos para el agrietamiento por tensión antivulcanización emitidas por la Asociación Americana de Ingeniería Anticorrosión (NACE), comúnmente utilizadas en la industria de válvulas.

Criterios de uso común

El agrietamiento por sulfuro bajo tensión (SSC, por sus siglas en inglés) es el agrietamiento de los metales bajo la acción combinada de tensión de tracción y corrosión en presencia de agua y H2S. En términos simples, el SSC es: una forma de agrietamiento por tensión de hidrógeno causada por la absorción de hidrógeno atómico

producido por las reacciones de corrosión del azufre en la superficie del metal.

La aparición del SSC está relacionada principalmente con la resistencia del material (en términos de dureza): se cree que los materiales con alta dureza tienen una mayor susceptibilidad al agrietamiento por SSC.

Las válvulas con requisitos anti-sulfuro son los estándares:

• NACEMR0175
• NACEMR0103

La norma NACEMR0103 propone los requisitos máximos o mínimos de composición química para aceros inoxidables austeníticos y aleaciones de níquel, así como el contenido de volumen de ferrita para aceros inoxidables dúplex. Sin embargo, estos requisitos no están tan detallados en NACEMR0175. 

La Organización de Normalización (ISO) ha sincronizado la norma NACEMR0175 como una norma ISO y la ha dividido en tres normas, NACEMR0175 / ISO15156.1-3, según el principio de selección y los diferentes materiales, con adiciones menores a su contenido. En el entorno resistente al azufre, la presión parcial de H2S en la fase gaseosa húmeda (con agua como medio líquido) como gas, condensado y ácido crudo es igual o superior a 0,0003 MPa (0,05 psi). 

El alcance de la norma NACE generalmente se expone a equipos de perforación en campos de petróleo y gas en un entorno ácido, es decir, en las condiciones de trabajo de medios de hidrocarburos que contienen sulfuro de hidrógeno (H2S), como la extracción de petróleo y el transporte de gas natural. La exposición a largo plazo a un entorno ácido provoca la degradación y el daño de los materiales metálicos no seleccionados y no tratados. Por lo tanto, la norma NACEMR0175 propone una serie de grados de materiales metálicos, métodos de tratamiento térmico y requisitos de propiedades mecánicas, incluida la dureza, para prevenir la SSC. En uso, la SSC está influenciada por muchos factores. Composición química, resistencia, dureza, tratamiento térmico y microestructura, diferencias locales de los materiales.