前 言
国际标准化组织(ISO)是各国的国 家标准机构(ISO 成员单位)的世界性联盟。ISO 国际标 准的编制通常是通过ISO 技术委员会组织完成的。凡是对某技术委员会已经确定的项目感 兴趣的每个成员单位都有权派代表参加该委员会的工作。凡是与国际标准化组织(ISO) 有联 系的国际组织,不管是政府的还是非政府的,也可参加ISO 国际标准的编制工作。在电工 技术标准化的各个方面,国际标准化组织(ISO) 与国际电工委员会(IEC) 是紧密协作的。
ISO/IEC 指令,第1部分描述了本文件起草所用的程序以及其未来维护所用的程序。特 别地,应注意不同的ISO 文件类型需要不同的批准准则。本文件按照ISO/IEC 指令,第2 部分的编辑规则进行起草。(见www.iso.org/directives)
时刻注意本文件某些内容可能涉及到专利权。ISO 应不为识别任何或所有专利权承担责 任。在本文件起草期间识别的任何专利权细节将出现在前言和/或收到的ISO 专利权声明清 单中。(见www.iso.org/patents)
本文件所用的任何商标作为参考信息给出,以用于方便用户,同时不构成一种担保。
一致性评估相关的ISO 特定术语和表述的意义解释以及ISO 遵循的贸易技术壁垒 (TBT) 的 WTO 原则相关信息访问以下URL:Foreword-Supplementary information。
本文件的责任委员会为ISO/TC67《 石油、石油化工和天然气工业用材料、设备和近海 结构》技术委员会。
第3版经过技术性修订(以包含更改和第5章内的以下更改)而取消和替代第2版(ISO 15156-1:2009):
一采用术语“负荷可控设计方法”替代术语“传统弹性设计准则”;
一包含了基于应变设计方法的使用材料鉴定的方式相关改进指南。
ISO 15156在通用标题“石油和天然气工业 — 油气生产时含H₂S 环境内使用的材料”下 包含以下部分:
一第1部分:抗开裂材料选择的通用原则
一第2部分:抗开裂碳钢和低合金钢以及铸铁的使用
一第3部分:抗开裂CRAs (耐腐蚀合金)和其它合金
引 言
因为油气田使用的金属零部件接触含硫化氢(H₂S) 的开采液会发生突然失效,所以编 制了第 一版NACE MR0175,该版本在1975年由美国腐蚀工程师协会(现称“NACE 国际”) 公开发行。
NACE MR0175的初版及以后的版本规定了需要考虑预防硫化物应力开裂 (SSC) 时 , H₂S 局部压力的极限值,还提供了超过H₂S 阈限值时抗硫化物应力开裂材料的选择和规范 指南。最近的 NACE MR0175版本还提供了某些抗腐蚀合金的应用极限,主要考虑因素包 括环境因素、pH 值、温度和H₂S 局部压力。
单独编写文件期间,欧洲腐蚀联合会分别在1995年和1996年发行了EFC 出版物16和EFC出版物17。这些文件通过不同的范围和侧重点,总体上能对NACE 加以补充。
2003年,ISO 15156和 NACE MR0175/ISO 15156的三部分内容首 次完成。这些文件在技术上是一致的,都利用上述资源,提出油气开采系统在含有湿硫化氢环境下材料选用的=要求和建议,由NACE TM0177和 NACE TM0284试验方法得到了补充。
在修订 ISO 15156标准本部分时,合并了由位于DIN 的 ISO 15156 维护机构秘书处发行的ISO 15156-1:2009/Cir.1:2014(E) 技术通函1中达成一致意见且公开发行的所有修改内容。
这些修改内容由来自油气行业的代表组完成,并通过投票得到批准,其中大部分内容可有效遏制文件使用者引发的问题。关于批准这些修改内容的过程描述,可登录ISO 15156 标准维护网站www.iso.org/iso15156maintenance 。
如果油气开采行业专家发现有必要,今后会采取同样的方式对ISO 15156 标准的本部 分进行临时性修改,将采用技术勘误或技术通函的形式对ISO 15156标准的本部分进行临 时更新。文件使用者应当明白,此类文件会继续存在,也会影响ISO 15156标准本部分注 明日期的引用的有效性。
通过34/2007号文件,国际标准化组织技术管理委员会批准在DIN 成 立ISO 15156标准 维护机构。本文件描述了维护机构的组成人员,其中包括了来自NACE 、EFC 和 ISO/TC67 的专家,同时还描述了批准修改单的过程。此文件可从ISO 15156标准维护网站和ISO/TC67 秘书处获取。登录网站,还可查阅更详细的ISO 15156标准维护活动的相关文件。
石油天然气工业—油气开采中用于含H₂S 环境的材料 第1部分:抗开裂材料选择的一般原则
警告:按ISO 15156选择和评定的金属材料,在油气开采中规定的含硫化氢环境里是抗开裂的,但并不一定在所有的使用环境下都可避免开裂。选择适合预期使用环境的材料是设备使用者的责任。
1.范围
ISO 15156这部分叙述并提出了在石油天然气生产以及脱硫装置中处于硫化氢(H₂S) 环 境中设备的金属材料评定和选择的一般原则、要求和推荐方法。这些设备的失效,可能给工作人员以及公众的健康和生命安全或环境带来很大的危害。本部分有助于避免设备发生这种高昂代价的腐蚀损坏。本部分补充而不是代替相关的设计标准和规范或细则中已有的材料技术要求。
ISO 15156这部分描述了所有由硫化氢所引起的腐蚀开裂机理,包括硫化物应力开裂、应力腐蚀开裂、氢致开裂及阶梯型裂纹、应力定向氢致开裂、软区开裂和电偶诱发的氢应力开裂。
表1给出了适用于ISO 15156部分的不详尽的设备清单,包括了允许的例外。
ISO 15156本部分适用于使用负荷可控设计方法来设计和建造的设备所用材料的评定和选择。当设计采用应变为基础的设计方法时,见第5节。
ISO 15156 部分不一定适用于炼油或下游的加工设备。
2.规范性引用文件
下列所有或部分引用文件对于本文件的应用是不可缺少的。对于注明日期的引用文件,只有引用的版本适用。对于未注明日期的引用文件,引用文件的最 新版本(包括任何修订本)适用。
ISO 15156-2:2015,石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料
第 2 部 分 :抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁
ISO 15156-3:2015,石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料
第3部分:抗开裂耐蚀合金 (CRAs) 和其他合金
表 1 设备表
| ISO 15156-1这部分适用于下列设备用材料 | 允许的例外设备 |
| 钻井、完井和修井设备 | 仅暴露在成分受控的钻井液中的设备钻头防喷器剪切闸板b钻井隔水导管系统作业管往绳索和绳索设备表层和技术套管 |
| 油气井,包括地下设备、气举设备、井口和采油树 | 抽油泵和抽油杆d电动潜油泵其他人工举升设备卡瓦 |
| (出油)采气管道、集气(油)管道、矿场设备 和矿场处理装置 | 在总绝 对压力为0.45 MPa(65 psi)以下工作的原油储存和处理设备 |
| 水处理设备 | 在总绝 对压力0.45MPa(65psi)以下工作的水处理设备 注水和水处理设备 |
| 燃气处理装置 | - |
| 液体、气体和多相流体输送管道 | 商业和民用处理气输送管道 |
| 对于以上所有设备 | 只承受压缩载荷的部件 |
详见ISO 15156-2:2015的A.2.3.2.3。 详见ISO 15156-2:2015的A.2.3.2.1。 绳索润滑器和润滑器连接装置不允许例外。 对于抽油泵和抽油杆,参见NACE MR0176。 | |