Pourquoi c'est important

Le service acide — flux de procédé contenant du H2S humide — expose l'acier au carbone et l'acier faiblement allié à la fissuration par stress sulfureux (SSC). NACE MR0175 / ISO 15156 est la règle mondiale qui limite la chimie, la dureté, le traitement thermique et le soudage pour que le matériau puisse résister à la SSC. Pour les raccords de tuyauterie et les brides destinés au service acide, l'acheteur doit contrôler la procédure de soudage (WPS) et l'enregistrement de qualification de la procédure (PQR) — pas seulement le matériau parent. Ce guide de soudage en service acide explique les contrôles WPS / PQR, y compris la limite de dureté 22 HRC et comment la vérifier.

Spécifier les contrôles de soudage en service acide — WPS, PQR, traverse de dureté, référence NACE MR0175 — est ce qui rend un bon de commande de raccords prêt pour H2S.

Contrôle pas à pas du WPS / PQR

1. Mentionner NACE MR0175 / ISO 15156 dans le bon de commande. Citer la partie : -1 (général), -2 (aciers au carbone et faiblement alliés), -3 (alliages résistants à la corrosion). Ajouter l'année de l'édition référencée par le cahier des charges du projet.

2. Limite de dureté. Toutes les variantes de MR0175 appliquent un maximum de 22 HRC sur le métal parent au carbone et faiblement allié. Les soudures et ZAT sont contraintes par des limites Vickers documentées dans les tableaux MR0175-2. Maximum typique 250 HV 10 pour le métal déposé et la ZAT des aciers au carbone.

3. Contrôle de dureté du PQR. La qualification de procédure sur les aciers au carbone utilisant des contrôles autres que la relaxation thermique doit inclure une traverse de dureté à travers la soudure, la ZAT et le métal de base, effectuée avec HV 10, HV 5 ou HR15N selon les diagrammes de contrôle de la norme. Le PQR est invalide pour le service acide si les données de dureté sont manquantes.

4. PWHT (traitement thermique après soudage). Le PWHT est le moyen le plus fiable pour abaisser la dureté de la ZAT en dessous de 22 HRC sur l'acier au carbone. L'ASME IX et la norme B31.3 donnent le temps-température ; pour l'acier au carbone P-No.1, généralement 595–650 °C avec un maintien de 1 h/pouce. Le PQR enregistre la température réelle.

5. Variables essentielles du WPS. L'acheteur doit examiner le WPS pour : le numéro P du matériau de base, la classification du métal d'apport (par ex., E7018-H4R pour bas hydrogène), la préchauffe (généralement 100–150 °C pour l'acier au carbone), la limite de température interpasse (≤ 250 °C), la plage d'apport thermique, et le cycle PWHT.

6. Contrôle du métal d'apport. Consommables à bas hydrogène uniquement. Le captage d'hydrogène risque la fissuration induite par l'hydrogène en service acide.

7. Vérification de dureté en production. Chaque soudure de production (ou échantillon par coulée) nécessite un contrôle de dureté, typiquement une traverse HV 10 ou UCI de surface selon ASTM A1038 avec un bloc d'étalonnage.

8. Résilience Charpy. Bien que ce ne soit pas strictement une exigence SSC, le service acide est souvent combiné avec de basses températures ; spécifier la température et l'énergie de l'essai Charpy V dans le bon de commande.

Erreurs courantes des acheteurs

Lire "22 HRC" sur le PQR comme étant uniquement le métal parent et ignorer la limite Vickers de la ZAT.
Accepter un PQR qui utilise HRC pour le contrôle — la norme exige HV 10, HV 5 ou HR15N.
Permettre un soudage à fort apport thermique (large balancement) qui produit une ZAT grossière au-dessus de la limite de dureté.
Oublier de spécifier des consommables à bas hydrogène et les contrôles de stockage (étuve à électrodes > 120 °C).
Omettre le PWHT sur une soudure en acier au carbone à paroi épaisse puis échouer au contrôle de dureté de la ZAT.

Liste de contrôle pour l'acheteur

[ ] Le bon de commande référence NACE MR0175 / ISO 15156-1 et -2 avec année d'édition
[ ] Maximum 22 HRC parent / 250 HV 10 soudure + ZAT spécifié
[ ] Méthode de traverse de dureté PQR selon MR0175 (HV 10 / HV 5 / HR15N)
[ ] Cycle PWHT spécifié le cas échéant
[ ] Plages de préchauffe, température interpasse, apport thermique du WPS dans les limites
[ ] Classification du métal d'apport bas hydrogène listée
[ ] Plan d'échantillonnage de dureté en production convenu
[ ] Température + énergie Charpy spécifiées si nécessaire

Exemple de clause de bon de commande

"Toutes les soudures dans les raccords sous pression doivent être conformes à la norme ANSI/NACE MR0175 / ISO 15156-2 (dernière édition). Le PQR doit inclure une traverse de dureté Vickers HV 10 à travers la soudure, la ZAT et le métal de base selon la disposition de contrôle de la norme, avec un maximum de 250 HV 10. Métal parent maximum 22 HRC. PWHT selon ASME B31.3 Tableau 331.1.1 obligatoire pour le matériau de base P-No.1 au-delà de 19 mm d'épaisseur de paroi. Le métal d'apport doit être à bas hydrogène, contrôlé à H4 ou inférieur."

Nos raccords à souder bout à bout sans soudure pour service acide sont livrés avec des fichiers PQR/WPS et des rapports de traverse Vickers ; les brides forgées correspondantes incluent une cartographie de dureté. Discutez de votre spécification de service acide via le portail de demande ou téléchargez des exemples de rapports depuis la bibliothèque de certificats.

Sources

PDF de référence NACE MR0175 / ISO 15156-1 : https://www.octalsteel.com/wp-content/uploads/2017/10/NACE-MR0175-ISO15156-specification.pdf
ANSI/NACE MR0175 / ISO 15156-1:2015 : https://farsi.msrpco.com/wp-content/uploads/2019/05/standard-nace-mr0175.pdf
Explication de Valve Magazine sur NACE MR0175 : https://www.valvemagazine.com/articles/nace-mr0175iso-15156
Guide de sélection des alliages résistants à la corrosion (CRA) de Gilbert Industries : https://www.gilbertindustries.com/solutions-for-corrosion/nace-mr0175-guidelines-for-corrosion-resistant-materials/
Guide SSM Alloys sur l'environnement H2S selon MR0175 : https://ssmalloys.com/nace-mr0175-iso-15156/