NACE MR0175 / ISO15156-2:2015 A.2 Acessórios de aço de climatização
O anexo A.2 da NACE MR0175 / ISO 15156-2:2015 define os requisitos de composição química dos materiais metálicos, principalmente do carbono e dos aços de baixa liga.utilizado em ambientes de petróleo e gás que contenham H2S (ácido)A norma visa controlar a química do aço para minimizar o risco de craqueamento por tensão de sulfeto (SSC), craqueamento induzido por hidrogénio (HIC) e outras falhas de serviço ácido.
Visão geral padrão
A NACE MR0175/ISO 15156 é a principal norma internacional para a selecção e qualificação de materiais em ambientes de produção que contenham H2S.A parte 2 (ISO 15156-2) abrange os "aços de carbono e de baixa liga resistentes ao craqueamento"A secção A.2 concentra-se especificamente nos limites de composição química destes aços.
A importância da composição química
Em serviço ácido, o H2S promove a entrada de hidrogênio no aço. Certos elementos de liga, impurezas e características microstruturais aumentam a suscetibilidade ao rachado.
- Força e dureza
- Microstrutura (ferrita/perlita versus bainita/martensita)
- Tipo de inclusão e distribuição
- Resistência a HIC, SSC, SOHIC e outros mecanismos de falha
O anexo A.2 estabelece limites que, quando combinados com outros requisitos (dureza, tratamento térmico), permitem uma expectativa razoável de resistência ao serviço ácido sem um ensaio de qualificação em larga escala.
Área de aplicação
O anexo A.2 aplica-se principalmente a:
- Aço carbono (tubos de linha, chapas, forjas, acessórios)
- Aço de baixa liga (com pequenas adições de Cr, Mo, Ni, etc.)
Trata-se de composições "pré-qualificadas" quando utilizadas em condições especificadas na cláusula 4 da norma ISO 15156-2 (temperatura, pressão parcial de H2S, pH, teor de cloretos, etc.).CRAs, e os não metálicos são abrangidos noutras partes da norma ISO 15156.
Requisitos essenciais de composição química
Nota:Os limites numéricos exatos são especificados na documentação oficial normalizada.
Máxima dureza e resistência
Os aços de serviço ácido devem ser controlados na resistência para manter a dureza geralmente abaixo de HV 250 (aproximadamente 22 HRC) para a maioria dos aços de carbono e de baixa liga.
Teor de carbono (C)
Normalmente limitado a níveis relativamente baixos (cerca de 0,28% ou menos para os tipos de tubulação; muitas vezes mais baixo para tubos soldados) para melhorar a soldabilidade e reduzir o risco de microestruturas duras e suscetíveis a rachaduras.
Manganês (Mn)
O excesso de Mn pode promover a segregação e afetar a resistência HIC.
Controle do enxofre (S) e do fósforo (P)
O enxofre promove a inclusão de MnS (locais de iniciação de HIC/SSC), enquanto o fósforo causa fragmentação e segregação.010% dependendo do tipo de produto).
Elementos de liga (Cr, Mo, Ni, Cu, V)
Controlados para proporcionar a resistência/dureza necessária sem criar condições de alta dureza ou quebrabilidade.
Práticas de desoxidação
Os aços devem ser "mortos" (totalmente desoxidados), geralmente com Al ou Si, para controlar a limpeza e resistência.
Equivalente de carbono e soldabilidade
As regras de composição limitam indiretamente o equivalente de carbono para garantir que o aço seja solúvel e não excessivamente duro na zona afectada pelo calor, o que é crucial para a gestão do risco de SSC.
Pre-qualificação vs. qualificação por teste
O anexo A.2 define os intervalos de composição dos aços "pré-qualificados", mas a pré-qualificação é condicional.Testes HIC) para comprovar a adequação.
Aplicação prática
Em engenharia e aquisição:
- Identificar as condições de serviço ácido de acordo com a norma ISO 15156-2
- Selecionar a qualidade de aço e a forma do produto adequados
- Verificar os requisitos do anexo A (A.2 para a química, A.3 para as propriedades mecânicas)
- Verificar se o certificado de ensaio de fábrica mantém a química dentro dos limites A.2
- Confirmar a dureza e o controlo da microestrutura através de um tratamento térmico adequado
Exemplos típicos
Nota:Estes são apenas ilustrativos; referem-se sempre às especificações da norma e dos materiais.
Tubos de linha de aço carbono para serviço ácido (por exemplo, classes ácidas API 5L PSL2):
- C: baixo (muitas vezes ≤ 0,25% e frequentemente inferior)
- Mn: moderado
- S e P: muito baixos
- Aço de grãos finos totalmente morto
- Dureza controlada abaixo de HV 250
Aço de forja de baixa liga:
- C: controlado para a dureza final dentro dos limites permitidos
- Ni, Cr, Mo restritos a níveis moderados
- S, P minimizados
- Aquecidos e temperados ou normalizados e temperados para obter uma dureza adequada
A principal lição
O anexo A.2 da NACE MR0175 / ISO 15156-2:2015 define um "envelope de segurança" de composições químicas para aços de carbono e de baixa liga resistentes à fissuração no serviço ácido,desde que as condições de serviço estejam dentro dos limites normais, são aplicados um tratamento térmico e de fabrico adequados, são cumpridos os requisitos de dureza e microestrutura e são seguidas boas práticas de solda e fabrico.
