석유 및 가스 분야의 슈퍼 듀플렉스 S32750: NACE MR0175/ISO 15156에 따른 Sour 서비스 제한

Aug 28, 2026

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슈퍼 듀플렉스 S32750(UNS S32750, EN 1.4410, 일반적으로 "2507")은 현대 석유 및 가스 생산에서 가장 널리 지정된 내부식성-저항성 합금 중 하나이지만 - NACE MR0175 / ISO 15156-3, 표 A.8에 게시된 엄격하게 정의된 환경 범위 내에서 신맛(H2S{6}}베어링) 서비스에만 적합합니다.

 

Super Duplex S32750 in Oil and Gas

 

해당 봉투 내에서 - 현장 pH 3.5 이상,-염화물 농도 최대 약 5%, 온도 최대 150도에서 최대 약 1.5psi(10kPa/0.1bar)의 H2S 분압 - 28HRC로 제한되는 경도를 갖는 용액 내 S32750-어닐링 조건은 다음과 같습니다. 사전-자격을 갖춘 코드-목록 자료입니다. 그 외피 외부는 그렇지 않으며, 그것을 지나쳐 밀면 점진적인 부식보다는 갑작스러운 부서지기 쉬운 균열이 발생할 위험이 있습니다. 이 문서에서는 이러한 제한이 무엇인지, 어디에서 발생하는지, 적용 방법에 대해 설명합니다.

 

주요 시사점

  • S32750은 NACE MR0175/ISO 15156-3, 부록 A, 표 A.8에 PREN > 40인 페라이트-오스테나이트(이중) 스테인리스강에 등재되어 있습니다.
  • 검증된 신-서비스 범위는 현장 pH 3.5 이상, 염화물 ~5%, 150도 -에서 약 1.5psi(10kPa / 0.1bar) H2S 분압에 도달합니다. 이는 표준 22Cr 듀플렉스(2205)의 H2S 공차의 약 5배입니다.
  • 이 목록은 용접 금속 및 열 영향 영역을 포함하여 최대 경도가 28HRC인 용액-어닐링 및 물{1}}담금질 소재에 적용됩니다.
  • 생산된 흐름에 포함된 황 원소는 일반적으로 이중 스테인리스강의 부적격을 초래합니다. 니켈 합금이 인수됩니다.
  • NACE MR0175/ISO 15156 주소열분해(SSC, SCC, GHSC/HISC)만 - 일반적인 부식이나 구멍을 덮지 않습니다. PREN 및 CPT 데이터가 이를 관리합니다.
  • 나열된 범위를 벗어나는 조건에는 니켈 합금이 필요하거나 부록 B(예: NACE TM0177)에 따라 실험실 테스트를 통해 프로젝트{0}}별 인증이 필요합니다.

 

Super Duplex S32750(2507)이란 무엇이며 석유 및 가스에 사용되는 이유는 무엇입니까?

 

S32750은 대략 50/50의 오스테나이트-페라이트 미세 구조와 합금 함량(25Cr-7Ni-4Mo-0.3N)이 대략 50/50인 크롬이 포함된 25% 크롬 "슈퍼 듀플렉스" 스테인리스강으로 316L의 항복 강도가 약 2배, 해수 사용을 훨씬 뛰어넘는 공식 저항, 표준 듀플렉스와 니켈 합금 사이에 있는 -신맛 서비스 성능을 아주 작은 비율로 제공합니다.- 니켈-합금 가격.

 

'이중'은 2상 미세 구조를 의미합니다. 금속은 대략 절반은 오스테나이트(인성과 용접성에 기여하는 304/316 스테인리스의 결정 구조)이고 절반은 페라이트(강도와 응력-내식성에 기여하는 더 단단한 결정 구조)입니다. "슈퍼" 듀플렉스는 합금이 공식이 없이 따뜻한 바닷물과 고-염화물 생성 유체를 견딜 수 있는 수준인 40 - 위의 공식 저항 등가수(PREN)로 합금이 밀렸다는 것을 의미합니다.

 

PREN은 중량%로 구성되어 계산됩니다.

 

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

 

S32750의 공칭 25Cr–4Mo–0.3N 화학 수치를 실행하면 약 43의 PREN이 제공됩니다. 사양 바닥은 > 40입니다(일반적으로 41보다 크거나 같음으로 표시됨). 비교를 위해 316L은 25에 가깝고 표준 듀플렉스 2205는 35에 가깝습니다. 이 단일 지수는 석유 및 가스 분야의 재료 선택 사다리의 대부분을 설명합니다.{12}}

 

재산

316L

듀플렉스 2205

슈퍼 듀플렉스 S32750

UNS 지정

S31603

S31803 / S32205

S32750

EN 번호

1.4404

1.4462

1.4410

PREN(일반)

24–26

34–36

41–43

최소 항복강도

~170MPa(25ksi)

450MPa(65ksi)

550MPa(80ksi)

최소 인장강도

485MPa(70ksi)

655MPa(95ksi)

795MPa(116ksi)

일반적인 제품 사양

A312 / A240

A790 / A240 / A182 F51

A790 / A789 / A240 / A182 F53

상대 재료비 (316L=1)

1

~1.5–2

~3–4

 

해상에서는 높은 항복 강도가 중요합니다. 강도를 두 배로 늘리면 배관이 포함된 압력-의 벽이 더 얇아져 플랫폼과 FPSO 선박의 상부 무게가 줄어듭니다. 높은 PREN은 염화물이 존재하는 모든 곳에서 중요합니다. - 생산수, 지층수, 해수 냉각 및 주입 시스템.

 

"Sour Service"란 무엇이며 NACE MR0175/ISO 15156은 언제 적용됩니까?

 

생산된 유체에 액체 물과 함께 금속 균열을 위협할 만큼 충분한 황화수소(H2S)가 포함되어 있는 경우 서비스는 "신맛"입니다. NACE MR0175/ISO 15156 요구 사항은 일반적으로 수성상이 있고 전체 시스템 압력이 65kPa 이상인 경우 H2S 부분 압력이 0.05psi(0.3kPa)를 초과하는 경우 트리거됩니다.

 

What Is Sour Service and When Does NACE MR0175 ISO 15156 Apply

 

H2S는 석유 및 가스 생산의 문제 분자입니다. 그것은 독성이 있으며 강철 및 물과 접촉하면 원자 수소를 금속으로 방출하는 화학 반응을 일으킵니다. 인장 응력 하에 갇힌 수소는 강철을 취약하게 만듭니다. - 이를 파손 메커니즘이라고 합니다.황화물 응력 균열(SSC)- 이는 시각적 경고 없이 발생할 수 있습니다. 완벽하게 손상되지 않은 것처럼 보이는 구성 요소가 단순히 균열이 발생합니다.

 

"부분 압력"은 혼합물에서 하나의 가스가 가하는 전체 압력의 비율입니다. 탄산음료 한 병을 생각해 보십시오. 액체 위의 기체 공간은 대부분 CO2이며, CO2 부분압은 기체를 음료에 밀어넣는 요소입니다. 마찬가지로, 100bar의 가스 흐름에 0.1% H2S가 포함된 경우 H2S 부분 압력은 0.1bar입니다. - 이는 백분율만 표시하는 것이 아니라 표준이 적용되는 숫자입니다. 고압에서 작은 H2S 분획은 저압에서 큰 분획보다 훨씬 더 공격적인 환경이 될 수 있습니다.

 

NACE MR0175 및 ISO 15156은 공동으로 발행된 동일한 표준입니다(NACE International - 현재 AMPP - 및 ISO Technical Committee 67). 이는 세 부분으로 구성됩니다:

 

1부- 균열 방지 재료 선택을 위한 일반 원칙-.

2부- 탄소강 및 저-합금강(고전적인 HRC 경도 기준 22 이하).

3부- 부식-내식 합금(CRA) 및 기타 합금 - S32750이 바로 여기에 있습니다.

 

두 가지 사항이 자주 오해됩니다. 첫째, 표준에 관한 것입니다.크래킹만으로- SSC, 응력 부식 균열(SCC) 및 갈바닉 유도 수소 응력 균열(GHSC). 일반적인 부식, 구멍 또는 침식을 평가하지 않습니다. 이는 PREN, CPT(임계 피팅 온도) 데이터 및 설계 속도 제한을 통해 관리됩니다. 둘째, 표준은 여러 번(2003, 2009, 2015, 2020 버전) 개정되었으며 2020 버전은 현재 검토 중입니다. - 엔지니어는 항상 프로젝트 사양에서 참조하는 최신 버전으로 작업해야 합니다.

 

NACE MR0175/ISO 15156-3에서 S32750은 정확히 어디에 나열되어 있습니까?

 

S32750은 3부, 부록 A, 표 A.8 -, PREN > 40인 페라이트-오스테나이트(이중) 그룹에 속하는 고용체-용체 스테인레스강 -에 대한 환경 제한 표에 나열되어 있으며, 최대 경도는 28 HRC인 용액-어닐링 및 물- 담금질 조건에 적합합니다.

 

Part 3의 부록 A는 본질적으로 사전 인증된 환경 범위 세트입니다.- 각 재료 그룹에 대해 표는 프로젝트-별 테스트 없이 재료가 허용되는 4가지 환경 변수의 조합을 정의합니다.

 

H2S 부분압력 (pH2S)

염화물 농도수상의

현장 pH(산도는 실제로 스톡-탱크 값이 아니라 다운홀이나 라인에 존재함)

 

온도

표 A.8은 PREN 밴드에 따른 단조 및 주조 이중 스테인리스강을 그룹화합니다. 표준 22Cr 듀플렉스(UNS S31803/S32205 및 이에 상응하는 주조 제품)는 30-40 PREN 밴드에 속합니다. S32750 및 해당 슈퍼 듀플렉스 피어(예: S32760, S32520)는 더 넓은 엔벨로프를 전달하는 PREN > 40 대역에 위치합니다. 목록은 명목상의 - 세 가지 조건이 함께 제공되는 것이 아니라 야금학적입니다.

 

상태:재료는 용액-어닐링되고 빠르게 담금질된 상태여야 합니다(S32750의 경우 대략 1025~1125도에서 어닐링한 후 물 담금질). 심한 냉간 작업으로 인해 제품이 목록에서 제외됩니다. 냉간-고강도-강도 25Cr 유전 관은 자체 자격 테스트를 통해 API 5CRA의 관리를 받습니다.

 

경도:일반적으로 호출되는 캡은 28HRC입니다. S32750(예: A240, A789, A790)에 대한 ASTM 제품 사양은 일반 서비스에 대해 최대 32 HRC/310 HBW를 허용합니다. - 신맛 서비스 사양은 의도적으로 더 엄격한 제한을 적용하여 용접 금속 및 열 영향부(HAZ)까지 확장되었습니다.

 

용접:용접된 부품은 용접된 상태에서 필요한 특성(상 균형, 경도, 내식성)을 유지하는 데 필요한 자격을 갖춘 용접 절차를 통해서만 보호됩니다.{0}}

 

S32750의 특정 Sour{0}}서비스 환경 제한은 무엇입니까?

 

표 A.8 엔벨로프 내에서 S32750은 더 허용적인 하위 엔벨로프가 게시된 -현장 pH 3.5 이상, 염화물 농도 최대 약 5%(50,000mg/L), 온도 최대 150도-에서 최대 약 1.5psi(10kPa / 0.1bar)의 H2S 분압에 대해 인증되었습니다. 더 높은-pH(약 4.5)에서 황 원소는 제외됩니다. 이는 22Cr 듀플렉스의 H2S 허용 오차의 약 5배입니다.

 

What Are the Specific Sour-Service Environmental Limits for S32750

 

아래 표에는 2015년 및 2020년 판의 표 A.8에 게시된 이중 봉투 -가 공장 인증서, 운영자 사양 및 부식 공학 참고 자료에서 일관되게 인용되는 값이 요약되어 있습니다.

 

매개변수

22Cr 듀플렉스(S31803/S32205)

25Cr 슈퍼 듀플렉스(S32750)

최대. H2S 부분압력

~0.3psi(2kPa/0.02bar), 높은 염화물 포함; 환원된 염화물에서 최대 ~1.5psi(10kPa/0.1bar)

~1.5psi(10kPa/0.1bar), 염화물 ~5%

확장된 창

-

~4.5 이상의 현장 pH에서 더 허용적인 하위-봉투-

염화물 농도

~1–3%

최대 ~5%(50,000mg/L)

현장 pH

3.5 이상

3.5 이상(확장 계층 4.5 이상)

온도

150도 이하

150도 이하

원소 황

자격이 없음

자격이 없음

경도 캡

28HRC

28HRC

엔지니어링 노트(지정하기 전에 읽으십시오).표 A.8에는 제품 형태, 재료 상태, 냉간 가공 및 원소 황에 대한 자세한 항목 설명-이 포함되어 있으며 표준은 주기적으로 개정됩니다. 위 수치는 선발 심사 및 훈련을 위해 일반적으로 공개되는 봉투 값입니다. 계약 사양의 경우 항상 NACE MR0175/ISO 15156-3의 현재 버전과 비교하여 정확한 행과 메모를 확인하고 최종 사용자의 프로젝트 사양에서 인용된 기본 버전을 확인하세요.

 

네 가지 변수를 읽는 방법

  • H2S 부분압력기체상의 mol% H2S × 총 압력으로 계산됩니다. 예: 60bar에서 0.5mol% H2S는 p를 제공합니다.H2S≒ 0.3 bar - 이중 봉투를 훨씬 넘어 니켈-합금 영역에 단단히 고정됩니다. 8bar에서 동일한 0.5mol%는 봉투 내부에서 0.04bar를 제공합니다.
  • 염화물 농도염화물은 스테인리스 표면의 부동태화를 제거하고 응력 부식 균열이 시작되는 부위에 구멍을 뚫기 시작하기 때문에 중요합니다.- 바닷물은 ~3.5%입니다. 많은 형성 수역이 더 높습니다.
  • 현장 pH는 CO2/H2S가 용해되어 작동 압력에서 수상의 산성도입니다. pH가 낮을수록(산성이 높을수록) 수소 유입이 많아지고 포락선이 좁아집니다. pH가 높을수록 완화됩니다-. 이는 표준이 pH 4.5 이상에서 더 넓은 창을 게시하는 이유입니다.
  • 온도두 가지 방향으로 작용합니다. SSC 위험은 주변 온도 근처에서 가장 심각한 반면, 염화물 SCC 위험은 온도 -에 따라 증가하므로 이중 봉투의 천장은 150도입니다.

 

서비스 환경이 게시된 범위를 벗어나는 경우 표준은 두 가지 합법적인 경로를 제공합니다. 즉, 재료를 변경하거나(일반적으로 625, 825 또는 C-276과 같은 니켈 합금으로) 또는 최소한 의도한 서비스만큼 엄격한 조건에서 NACE TM0177(방법 A~D)과 같은 방법을 사용하여 Part 3, Annex B에 따라 실험실 테스트를 통해 이중 장치의 자격을 부여합니다. 테스트 없이 판단에 의한 외삽은 표준에 의해 허용되지 않으며 실제로는 현명하지도 않습니다.

 

신맛, 염화물-풍부한 서비스에서 PREN > 40이 중요한 이유는 무엇입니까?

 

40 이상의 PREN은 스테인리스강이 따뜻한 바닷물에서 공식 및 틈새 공격에 저항하는 임계값입니다-. 공식과 틈새 지점은 환경 균열이 시작되는 곳이므로 공식 저항은 신맛이 나는 염화물-포함 CRA에 대한 첫 번째 방어선입니다.

 

Why Does PREN 40 Matter in Sour Chloride Rich Service

 

완벽한 표면에서는 균열이 시작되는 경우가 거의 없습니다. 그것은 구덩이, 침전물 아래의 틈새 또는 용접 결함에서 시작됩니다. - 국지적 화학 반응이 먼저 그곳에서 공격적으로 변합니다. 이것이 바로 업계에서 PREN으로 CRA 등급을 지정하고 ASTM G48 임계 피팅 온도(CPT) 및 임계 틈새 부식 온도(CCT) 테스트를 통해 이를 검증하는 이유입니다.

 

적절하게 어닐링된 조건의 S32750은 일반적으로 ASTM G48 방법 A에서 50도를 초과하는 CPT를 나타내며, 방법 C 테스트에서는 최대 약 70도, 방법 D에서는 약 45도의 CCT가 게시된 값입니다.

 

2205는 일반적으로 동일한 테스트에서 20~30도에 가까운 CPT를 보여줍니다. - 많은 서비스에 적합하며 따뜻한 바닷물에서는 한계가 있습니다.

 

316L은 따뜻한 바닷물에 쉽게 들어가며 대부분의 해상 염화물 서비스에서 완전히 차단됩니다.

 

스크리닝 실습(코드 값이 아닌 경험 법칙)에서 염화물 SCC 온도 임계값은 316L의 경우 약 60도, 22Cr 듀플렉스의 경우 약 100~120도, 25Cr 슈퍼 듀플렉스의 경우 130~150도입니다. 슈퍼 듀플렉스의 2{9}}상 구조는 균열이 전파되기 어려운 물리적 이유입니다. 페라이트를 통해 성장하는 균열은 오스테나이트를 만날 때 정지되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

 

한 가지 주의 사항: PREN은 사양 최소값이 아닌 실제 열 분석을 통해 계산되어야 하며 두 단계 간에 균형을 유지해야 합니다. 조성표를 충족하지만 느린 담금질 또는 잘못된 용접으로 인해 금속간 석출물(시그마 상)을 운반하는 열은 훨씬 저렴한 강철처럼 구멍이 나고 균열이 발생합니다. 이것이 바로 페라이트 수(일반적으로 NORSOK M-630 MDS D57 / ISO 17781 기준에 따라 35~55%) 및 ASTM A923 승인 테스트가 신 서비스 조달의 일부인 이유입니다.

 

S32750을 적격 봉투 이상으로 사용하면 어떻게 됩니까?

 

한계를 넘어서는 S32750의 주요 고장 모드는 갑작스럽고 취약하며 - 황화물 응력 균열을 검사하기 어렵고 염화물 응력 부식 균열은 압력 경계를 "발견 없음"에서 단일 로드 사이클로 누출할 수 있습니다. 이것이 바로 표준이 추정을 거부하는 이유입니다.

 

세 가지 크래킹 메커니즘이 적용됩니다.

 

황화물 응력 균열(SSC):H2S/강철 반응에 의해 생성된 원자 수소는 페라이트 상으로 확산되어 인장 응력 하에서 부서지기 쉽습니다. 민감성은 주변 온도 근처에서 가장 나쁘고 경도에 따라 급격하게 증가합니다. - 이는 28 HRC 캡의 이유와 매우 저온에서 가공된 제품을 제외하는- 이유입니다. 혼합된 구조와 잔류 응력이 있는 용접 HAZ는 전형적인 시작 지점입니다.

 

염화물 응력 부식 균열(SCC):온도가 상승하면 염화물은 응력을 받는 물질을 공격하며 균열은 일반적으로 입자를 통과하며 빠르게 이동합니다.- 위험은 온도, 염화물 농도 및 적용 응력 -에 따라 증가하고 H2S와 상호 작용합니다. 결합된 환경은 둘 중 하나보다 더 공격적입니다.

 

갈바니 유도 수소 응력 균열(GHSC/HISC):수소는 공정 유체가 아니라 음극 보호에 의해 생성됩니다. 이중층이 덜 귀한 강철이나 양극에 결합될 때(아래 해저 섹션 참조)

 

업계 전반에 걸쳐 기록된 현장 고장은 패턴을 공유합니다. 설계 기준을 벗어나는 환경 조건 - 저수지 압력이 상승하여 H2S 부분 압력이 상승하고, pH가 예상보다 낮아지거나, 혼란으로 인해 산소 또는 황이 유입되고 - 원래 봉투에 대해 선택된 재료가 갑자기 자격을 상실했습니다. 표준에 포함된 교훈은 재료 선택이 FEED 단계의 일회성 체크박스가 아니라 작동 조건이 변경될 때 재검증해야 하는 실시간 계산이라는 것입니다-.

 

S32750은 신맛 서비스용 316L, 2205 및 니켈 합금과 어떻게 비교됩니까?

 

S32750은 CRA 래더의 경제적 최적점을 차지합니다. 즉, 니켈 합금 성능-가중 비용의 대략 1/3로 316L 또는 22Cr 듀플렉스보다 훨씬 더 신-및-염화물 성능을 제공하지만 H2S 분압, 염화물, 온도 또는 조건이 충족되면 니켈 합금(625, 825, C-276)을 따릅니다. 원소 황은 그 한계를 초과합니다.

 

표준

316L

2205 (22Cr)

S32750(25Cr)

Ni 합금(625/825/C-276)

프렌

24–26

34–36

41–43

해당 없음(Ni–Mo 기반)

최대 H2S 부분 압력(표시)

추적만

~0.3~1.5psi(2~10kPa)

~1.5psi(10kPa) 및 pH 4.5 이상에서 더 넓음

훨씬 더 높습니다. 심한 신맛에 적합

염화물 내성

낮은

보통 – 높음

매우 높음(~5%)

매우 높음

원소 황

아니요

아니요

아니요

종종 수용 가능

최소 항복강도

~170MPa

450MPa

550MPa

~300–415 MPa(용액 어닐링)

대략적인 비용 (316L=1)

1

~1.5–2

~3–4

~8–10+

일반적인 신-서비스 역할

비-신맛 유틸리티 전용

약간 신맛, 적당한 염화물

적당히 신맛, 높은 염화물, 해양

심한 신맛, 유황, 극한 조건

두 가지 선택 통찰력이 이어집니다. 첫 번째,슈퍼 듀플렉스는 니켈 업그레이드를 연기하지만 이를 제거하지는 않습니다.: 미미한-HPH2S 분야에서는 S32750으로 시작하면 자본이 많이 소요되는-625 합금-625 결정을 수년 동안 연기할 수 있지만 업그레이드 트리거는 사전에 정의되어야 합니다. 두번째,과도한-사양은 실제 비용입니다: S32750은 2205에 비해 30~80%의 프리미엄을 갖고 있습니다. 환경이 22Cr 봉투 내부에 편안하게 위치하는 경우 2205가 올바른 경제적 선택입니다. 비교는 "더 좋음-대-나쁨" 경쟁이 아니라 포괄적인 결정입니다.

 

S32750을 준수하는 제조 및 용접 규칙은 무엇입니까?

 

신-서비스 규정 준수는 공칭이 아닌 야금학적입니다. S32750은 용체화-어닐링 및 물{3}}급냉 처리되어야 하며, 용접 및 HAZ를 포함하여 28 HRC 이하로 유지되고, 질소-베어링 백킹 가스로 제어된 열 입력 하에서 과잉 합금 이중 필러(일반적으로 ER2594)로 용접되어야 하며 페라이트 수, ASTM으로 검증되어야 합니다. A923 및 밀 테스트 인증서에 대한 경도 조사.

 

What Fabrication and Welding Rules Keep S32750 Compliant

 

제어

일반적인 요구 사항

왜 중요한가요?

열처리

용액 어닐링 ~1025-1125도, 급속 물 담금질

유해한 상을 용해시킵니다. 700~1000도까지 천천히 냉각하면 시그마 상이 침전되어 인성과 내식성이 파괴됩니다.

경도

28 HRC 이하, 모재 + 용접 + HAZ

하드 존은 SSC 시작 사이트입니다.

페라이트 균형

~35-55% 모금속(NORSOK M-630 MDS D57 / ISO 17781 관행)

과도한 페라이트는 부서지기 쉽고 SSC/HISC 민감성을 높입니다. 과도한 오스테나이트는 강도를 저하시킵니다.

충전재 금속

과합금-ER2594(AWS A5.9); 308L/316L 오스테나이트계 필러는 절대 사용하지 마세요.

용접 금속의 공식 저항과 질소를 복원합니다. 오스테나이트계 필러는 낮은-PREN 용접을 생성합니다.

입열량

일반적으로 0.5~2.5kJ/mm

너무 낮음 → 과도한 페라이트; 너무 높음 → 시그마/치 강수량

층간 온도

150도 이하(많은 슈퍼 듀플렉스 절차는 100도 이하를 유지함)

과열은 금속간 석출을 가속화합니다.

백업 가스

아르곤 + 1–2% 질소

용접 루트에서 질소 손실 및 페라이트 블룸을 방지합니다.

승인 테스트

ASTM A923(금속간 화합물), ASTM E562 페라이트(또는 교정된 기기), 경도 조사, 옵션 ASTM G48

인증서만으로는 놓칠 수 있는 미세구조적 손상을 감지합니다.

 

용접 후 용액 어닐링은 용접된 상태의 절차가 규정 준수를 입증할 수 없는 경우-호출됩니다. 탄소-강의 의미에서 용접 후 열처리(600~650도 응력 완화)는금지된 행위듀플렉스 -의 경우 온도 범위는 정확하게 금속간 화합물이 침전되는 위치입니다.

 

HISC란 무엇이며, 음극 방식이 Subsea S32750에 중요한 이유는 무엇입니까?

 

해저 슈퍼 듀플렉스의 경우 가장 위험한 수소는 저장소가 아니라 부식 방지 시스템에서 나오는 경우가 많습니다. 과도한-보호 음극 분극은 강철 표면에서 원자 수소를 생성하여 페라이트 상 -수소-유발 응력 균열(HISC)-을 약화시키며 이는 DNV-RP-F112로 설계하여 관리됩니다.

 

해저 구조물에는 슈퍼 듀플렉스 매니폴드, 밸브, 배관이 탄소강 흐름선에 볼트로 고정되고 알루미늄 양극으로 보호되는 재료가 혼합되어 있습니다.

 

듀플렉스를 강력한 음극으로 만들면 표면의 물이 감소하여 수소가 페라이트로 펌핑됩니다. 높은 적용 응력 또는 잔류 응력- 하에서는 견고한 용접물, 테이퍼 잠금 장치 또는 두꺼운- 벽 단조 -로 인한 제약으로 인해 균열이 시작되어 특징적인 "테라스" 패턴으로 벽을 통과합니다.

 

1990년대 후반의 현장 경험(특히 주요 북해 심해 개발)을 통해 현재 DNV-RP-F112,음극 방식에 노출된 이중 스테인리스 스틸 해저 장비 설계.

 

함께 적용되는 실질적인 완화 방법:

  • CP 전위를 제어합니다. - 과도한 보호 없이 부식으로부터 보호합니다.- 이중 구성 요소 가까이에 배치된 양극 슬레드에서 불필요하게 음전위를 피하십시오.
  • 용접, 테이퍼 및 나사산 연결부에서 설계 응력과 응력 집중을 제한하십시오.
  • 중요한 부품에 압축 표면 응력(예: 제어된 쇼트 피닝)을 도입합니다.
  • 단조품과 이음매 없는 제품 형태를 선호하고, 구성요소가 해저 하드웨어에 하중을 지탱하는 경우 HISC에 대한 용접을 명시적으로 인증합니다.{0}}

 

S32750은 실제로 사워 오일 및 가스 시스템에서 어디에 사용됩니까?

 

S32750은 신맛이 높고-염화물이 많은 해상 서비스를 위한 주력 CRA입니다. 유동선 및 집합 라인, 해저 매니폴드 및 생산 배관, 분리기 및 생산된-물 내부 부품, 열{3}}교환기 튜브, 공급선 및 화학 물질-주입 라인, 밸브 트림 및 펌프 내부 부품, 고강도 패스너- 다운홀 사용을 위해 API 5CRA에 따라 공급되는 냉간 가공 25Cr 관형 제품입니다.

 

Where Is S32750 Actually Used in Sour Oil and Gas Systems

 

  1. 해저 매니폴드 및 트리:무거운-벽 단조품(ASTM A182 F53) 처리로 저장소 온도에서 해수 외부 노출 - 고전적인 PREN > 40 봉투로 유체를 생성했습니다.
  2. 흐름선 및 공정 배관:ASTM A790에 따른 이음매 없는 파이프와 A815에 따른 피팅. 여기서 CO2 + 염화물 + 적당한 H2S는 탄소강과 22Cr을 배제합니다.
  3. 엄빌리칼 및 제어선:심해에서 강도, 내식성, 용접성이 공존해야 하는 작은-직경의 심리스 튜빙
  4. 열교환기 및 냉각기:CPT > 50도가 지배적인 특성인 해수 또는 생산수를 처리하는 튜빙.
  5. 밸브, 펌프, 패스너:A479/A276에 대한 바, A182 F53에 대한 단조 및 316L 하드웨어가 역사적으로 실패한 ASTM A{4}} 환경에 볼트로 고정됩니다.
  6. 다운홀:냉간-자체 자격 범위 내의 중간 정도의 사워 웰에서 API 5CRA에 대해 25Cr을 작업했습니다.

 

Sour 서비스에 대해 S32750을 어떻게 지정하고 확인해야 합니까?

 

구매 주문서에 봉투와 야금을 적습니다. UNS 번호, 제품 표준, 열처리 조건, NACE MR0175/ISO 15156-3 조항, 28 HRC 경도 한도, 열 분석에 대한 PREN 41 이상, 페라이트 범위 및 EN 10204 3.1(또는 3.2) 인증 - 그런 다음 영수증에서 한 줄씩 인증서를 확인합니다.

 

S32750 제품에 대한 전체 Sour{0}}서비스 사양에는 최소한 다음이 포함되어야 합니다.

 

  1. 재질: UNS S32750(EN 1.4410), 제품 형태 및 표준(예: ASTM A790 이음매 없는 파이프, A240 플레이트, A182 F53 단조, A479 바, A995 6A 주조).
  2. 조건: 용액 단련 1025도 이상, 물 담금질; 재어닐링하지 않는 한 냉간 가공된-제품은 제외됩니다.-
  3. 규정 준수 성명: "NACE MR0175 / ISO 15156-3, Annex A, Table A.8, PREN > 40인 페라이트-오스테나이트 스테인리스강" - 프로젝트의 주요 판 인용.
  4. 경도: 28 HRC 이하(모재, 용접, HAZ), 조사로 확인됨.
  5. 화학: 실제 분석에서 계산된 41보다 크거나 같은 PREN을 사용한 전체 열 분석.
  6. 미세구조: 페라이트 함량 35~55%(ASTM E562 또는 교정된 기기); 유해한 금속간 상이 없습니다(ASTM A923 승인).
  7. 문서: 열처리 차트를 포함한 EN 10204 3.1 MTC(중요 서비스에 대한 제3자-증인이 포함된 3.2)-.
  8. 가혹한 작업에 대한 테스트 옵션: ASTM G48 피팅 테스트, -46도 샤르피, 서비스가 봉투 가장자리 근처에 있는 NACE TM0177에 대한 SSC 테스트.

 

조달 위험 신호.슈퍼 듀플렉스 문의에 대해 2205를 "동등한 것으로" 제공합니다(PREN 35 대 41+는 따뜻한 소금물에서 동일하지 않음). 열처리 기록이 없는 인증서- 경도는 HRC 검증 없이 HBW 최대값으로만 보고되었습니다. 이전 S32750 생산 이력이 없는 밀 가열. 페라이트 또는 A923 결과를 보고하지 않는 필러 금속 또는 용접 절차 자격. 이들 각각은 문서화된 현장 실패보다 먼저 발생했습니다.

 

자주 묻는 질문

 
슈퍼 듀플렉스 S32750은 NACE MR0175와 호환됩니까?

예 - 조건부입니다.S32750은 NACE MR0175/ISO 15156-3, Annex A, Table A.8(페라이트계-오스테나이트계 스테인리스강, PREN > 40)에 등재된 재료입니다. 단, 용액-어닐링 및 물{9}}담금질 처리된 상태로 공급되고 해당 경도 한계(일반적인 사워 서비스 방식에서는 28 HRC) 이하이며 H2S 분압, 염화물, pH 및 온도에 대한 환경 포락선이 발표되었습니다.

 

사워 서비스에서 S32750의 최대 H2S 함량(부분 압력)은 얼마입니까?

약 1.5psi(10kPa/0.1bar) H2S 부분 압력일반적으로 인용되는 표 A.8 한계는 -현장 pH 3.5 이상, 염화물 ~5%입니다. 보다 허용적인 하위-봉투는 더 높은 현장 pH(약 4.5)에서 적용됩니다.- 한계는 농도만으로 표현되는 것이 아니라 부분 압력 - mol% H2S에 전체 시스템 압력 -을 곱하여 표현됩니다. 사양을 지정하기 전에 현재 표준 버전과 정확한 수치를 확인하십시오.

 

신맛이 나는 서비스에서 S32750에는 어떤 경도가 필요합니까?

최대 28HRC모재, 용접 금속 및 HAZ에 적용되는 신-서비스 사양에서 호출되는 제한입니다. ASTM 제품 사양은 비사워 서비스에 대해 최대 32 HRC / 310 HBW를 허용하므로{4}}구매 주문서에 더 엄격한 제한을 명시적으로 명시해야 합니다.

 

S32750과 Sour 서비스의 2205 - 어느 것인가요?

명성이 아닌 봉투로 선택하십시오.S32750은 22Cr 듀플렉스의 H2S 부분 압력의 약 5배(약 10kPa 대 높은 염화물에서 약 2kPa)를 견디고 염화물을 ~5%까지 처리하며 따뜻한 바닷물에서 구멍이 뚫리는 것을 방지합니다. 환경이 22Cr 봉투 안에 편안하게 있는 경우 2205가 올바른 경제적 선택입니다. S32750의 30~80% 프리미엄은 환경이 요구하는 경우에만 기능을 구매합니다.

 

S32750을 원소 황이 포함된 서비스에 사용할 수 있습니까?

아니요.NACE MR0175/ISO 15156-3의 이중 스테인리스 봉투는 황 원소가 존재하는 경우 서비스에 적합하지 않습니다. 이러한 스트림에는 일반적으로 니켈 합금이 필요합니다.

 

NACE MR0175/ISO 15156은 구멍 및 일반 부식을 다루고 있습니까?

아니요.표준에서는 크래킹(SSC, SCC, GHSC)만 다룹니다. 공식, 틈새 부식 및 일반 부식은 PREN, ASTM G48 CPT/CCT 데이터 및 생산된 유체와 관련된 부식 테스트를 통해 별도로 평가됩니다.

 

환경이 S32750의 한계를 초과하는 경우 무엇을 사용합니까?

니켈 합금으로 전환하거나 테스트를 통해 자격을 획득하세요.합금 625, 합금 825 및 C-276(및 해당 용접 오버레이)은 더 높은 H2S 부분압, 더 낮은 pH, 원소 황 또는 더 높은 온도에 대한 기존 업그레이드입니다. 또는 최소한 의도한 서비스만큼 가혹한 조건에서 Annex B 실험실 테스트를 통해 듀플렉스의 자격을 부여합니다. 이 경로는 특정 프로젝트에서 성공적으로 사용되었지만 결코 가정되지 않았습니다.

 

결론

 

슈퍼 듀플렉스 S32750은 NACE MR0175/ISO 15156-3 표 A.8 -에 따라 현장 pH 3.5 이상, 염화물 ~5%, 150도에서 최대 약 1.5psi(10kPa/0.1bar) H2S 분압의 사워 오일 및 가스 서비스에 적합합니다. 용액-경도가 용접을 포함하여 28 HRC 이하인 어닐링 조건-이며 이는 대부분의 창에서 가장 비용 효율적인 CRA이며 심한 신맛, 황 함유 또는 강산성 서비스를 제외한 모든 서비스에서 니켈-합금 업그레이드를 연기합니다.

 

제조업체, 제작업체 및 지정자의 경우 세 가지 원칙을 통해 이러한 설명을 신뢰할 수 있는 현장 성능으로 전환할 수 있습니다. 즉, 환경을 정직하게 정의합니다(최악의 경우-pH2S, 염화물, pH 및 온도(이상 현상 포함)). 라벨이 아닌 야금을 구매합니다(어닐링-및-담금질 제품, 인증된 경도, 실제 열에서 검증된 PREN 및 페라이트). 선택(적격 WPS, 올바른 필러, 질소 배킹 가스, A923 승인)만큼 엄격하게 제조를 제어합니다. 이 세 가지 작업을 수행하면 S32750은 50년 간의 유전 서비스 경험을 통해 입증된 작업을 수행할 것입니다.

 

소스 데이터에 대해.여기에 요약된 환경 제한은 NACE MR0175 / ISO 15156(현재 버전: ISO 15156-3:2020 / 해당 NACE MR0175), 부록 A, 표 A.8을 참조합니다. 표준은 저작권으로 보호됩니다. 프로젝트용 자료를 지정하는 독자는 AMPP/NACE 또는 ISO에서 직접 최신 버전을 구하고 해저 음극 보호 설계의 경우 DNV-RP-F112에서 작업해야 합니다. 이 문서는 엔지니어링 오리엔테이션 및 교육을 위한 것입니다. 이는 표준을 대체할 수 없습니다.

 

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