Condizioni operative di resistenza allo zolfo

Condizioni operative di resistenza allo zolfo

A causa dell'ambiente operativo acido derivante dalla produzione petrolifera, vengono imposti requisiti molto severi sui materiali metallici delle valvole per prevenire l'insorgenza di cricche da idrogeno solforato. È quindi necessario analizzare gli standard relativi ai materiali metallici per le cricche da stress anti-vulcanizzazione emessi dall'American Association of Anti-Corrosion Engineering (NACE), comunemente utilizzati nell'industria delle valvole.

Criteri comunemente utilizzati

La criccazione da tensocorrosione solfidrica (SSC) è la fessurazione dei metalli sotto l'azione combinata di stress di trazione e corrosione in presenza di acqua e H2S. In termini semplici, SSC è: una forma di criccazione da idrogeno indotta dall'assorbimento di idrogeno atomico

prodotto dalle reazioni di corrosione dello zolfo sulla superficie metallica.

L'insorgenza di SSC è principalmente correlata alla resistenza del materiale (in termini di durezza): si ritiene che i materiali con elevata durezza abbiano una maggiore suscettibilità alla criccazione da SSC.

Le valvole con requisiti anti-zolfo sono gli standard:

• NACEMR0175
• NACEMR0103

Lo standard NACEMR0103 propone i requisiti di composizione chimica massima o minima per acciai inossidabili austenitici e leghe di nichel e il contenuto di volume di ferrite per acciai inossidabili duplex. Tuttavia, questi requisiti non sono così dettagliati in NACEMR0175. 

L'Organizzazione per la Standardizzazione (ISO) ha sincronizzato lo standard NACEMR0175 come standard ISO e lo ha suddiviso in tre standard, NACEMR0175 / ISO15156.1-3, in base al principio di selezione e ai diversi materiali, con piccole aggiunte al suo contenuto. Nell'ambiente resistente allo zolfo, la pressione parziale di H2S nella fase gassosa umida (con acqua come mezzo liquido) come gas, condensato e acido grezzo è uguale o superiore a 0,0003 MPa (0,05 psi). 

L'ambito dello standard NACE è generalmente esposto alle attrezzature di perforazione nei giacimenti di petrolio e gas in un ambiente acido, ovvero nelle condizioni operative dei mezzi idrocarburici contenenti idrogeno solforato (H2S) come l'estrazione di petrolio e il trasporto di gas naturale. L'esposizione a lungo termine a un ambiente acido provoca la rottura e il danneggiamento dei materiali metallici non selezionati e trattati. Pertanto, lo standard NACEMR0175 propone una serie di gradi di materiali metallici, metodi di trattamento termico e requisiti di proprietà meccaniche, inclusa la durezza, per prevenire la SSC. Nell'uso, la SSC è influenzata da molti fattori. Composizione chimica, resistenza, durezza, trattamento termico e microstruttura, differenze locali dei materiali.