Condition de service : résistance au soufre

Condition de service : résistance au soufre

En raison de l'environnement de travail acide lié à la production pétrolière, des exigences très strictes sont imposées aux matériaux métalliques des vannes afin de prévenir l'apparition de fissures dues à l'hydrogène sulfuré. Il est donc nécessaire d'analyser les normes relatives aux matériaux métalliques pour la fissuration sous contrainte anti-vulcanisation émises par l'American Association of Anti-Corrosion Engineering (NACE), couramment utilisées dans l'industrie des vannes.

Critères couramment utilisés

La fissuration sous contrainte sulfureuse (SSC) est la fissuration des métaux sous l'action combinée d'une contrainte de traction et de la corrosion en présence d'eau et de H2S. En termes simples, la SSC est : une forme de fissuration sous contrainte d'hydrogène causée par l'absorption d'hydrogène atomique

produit par les réactions de corrosion du soufre à la surface du métal.

L'apparition de la SSC est principalement liée à la résistance du matériau (en termes de dureté) : on pense que les matériaux de haute dureté sont plus susceptibles à la fissuration par SSC.

Les vannes répondant aux exigences anti-soufre sont conformes aux normes :

• NACEMR0175
• NACEMR0103

La norme NACEMR0103 propose les exigences de composition chimique maximale ou minimale pour les aciers inoxydables austénitiques et les alliages de nickel, ainsi que la teneur en volume de ferrite pour les aciers inoxydables duplex. Cependant, ces exigences ne sont pas aussi détaillées dans NACEMR0175. 

L'Organisation pour la Normalisation (ISO) a synchronisé la norme NACEMR0175 en tant que norme ISO et l'a divisée en trois normes, NACEMR0175 / ISO15156.1-3, selon le principe de sélection et les différents matériaux, avec des ajouts mineurs à son contenu. Dans l'environnement résistant au soufre, la pression partielle de H2S dans la phase gazeuse humide (avec l'eau comme milieu liquide) en tant que gaz, condensat et acide brut est égale ou supérieure à 0,0003 MPa (0,05 psi). 

Le champ d'application de la norme NACE concerne généralement les équipements de forage dans les champs pétroliers et gaziers exposés à un environnement acide, c'est-à-dire dans les conditions de service de milieux hydrocarbonés contenant du sulfure d'hydrogène (H2S) tels que l'extraction de pétrole et le transport de gaz naturel. L'exposition à long terme à un environnement acide provoque la dégradation et les dommages des matériaux métalliques non sélectionnés et non traités. Par conséquent, la norme NACEMR0175 propose un certain nombre de nuances de matériaux métalliques, de méthodes de traitement thermique et d'exigences de propriétés mécaniques, y compris la dureté, pour prévenir la SSC. En utilisation, la SSC est influencée par de nombreux facteurs. Composition chimique, résistance, dureté, traitement thermique et microstructure, différences locales des matériaux.