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NACE MR0175 / ISO 15156 para compradores

NACE MR0175 / ISO 15156 limita materiales y dureza en servicio con H2S para evitar agrietamiento. Sus tres partes, 22 HRC y qué debe especificar el comprador.

7 min de lectura

Actualizado

En resumen

NACE MR0175 / ISO 15156 es la norma para seleccionar materiales metálicos que resisten el agrietamiento en ambientes de producción de petróleo y gas con sulfuro de hidrógeno (H2S). La parte 1 da los principios generales, la parte 2 cubre aceros al carbono y de baja aleación, y la parte 3 cubre aleaciones resistentes a la corrosión. El usuario del equipo debe definir el ambiente; el fabricante debe suministrar material que cumpla la norma, y el comprador debe pedir una declaración de cumplimiento escrita.

Espárrago con dos tuercas hexagonales pesadas
Fig. 01Espárrago con dos tuercas hexagonales pesadasASTM A193 B7 · A194 2H · 3/4-10 UNC

¿Qué son NACE MR0175 e ISO 15156?

NACE MR0175 / ISO 15156
La norma conjunta "Industrias del petróleo y del gas natural: materiales para uso en ambientes con H2S en la producción de petróleo y gas". Fija requisitos y recomendaciones para seleccionar y calificar metales que resisten el agrietamiento causado por el H2S.

El texto lo publica ISO como ISO 15156 y NACE como NACE MR0175. NACE International forma hoy parte de AMPP, la Association for Materials Protection and Performance, que conserva la numeración de las normas NACE. La edición 2020 de las tres partes estaba vigente al redactar esta guía, y había una revisión en desarrollo. Indique la edición en la orden de compra.

Las tres partes de ISO 15156
ParteTítuloCubre
Parte 1Principios generales para la selección de materiales resistentes al agrietamientoAlcance, definiciones, responsabilidades del usuario y del fabricante, mecanismos de agrietamiento, reglas generales
Parte 2Aceros al carbono y de baja aleación resistentes al agrietamiento, y uso de hierros fundidosTubería, bridas, forjas, pernería, cuerpos de válvula y recipientes de acero, con reglas de dureza y tratamiento térmico
Parte 3Aleaciones resistentes a la corrosión (CRA) y otras aleaciones resistentes al agrietamientoAceros inoxidables, aleaciones de níquel y otras aleaciones resistentes a la corrosión, con límites por ambiente

¿Qué es el servicio ácido (sour service) y quién lo decide?

El servicio ácido es aquel en que hay agua y H2S en niveles que pueden agrietar materiales susceptibles. El agrietamiento necesita tres cosas a la vez: un material susceptible, esfuerzo de tracción y un ambiente húmedo con H2S.

ISO 15156-2 usa la presión parcial de H2S y el pH in situ para definir regiones de severidad del agrietamiento por esfuerzo de sulfuros en aceros al carbono y de baja aleación. Una presión parcial de 0.3 kPa (0.05 psi) es el límite inferior de las regiones de agrietamiento por esfuerzo de sulfuros que se cita comúnmente, con reglas menos exigentes por debajo. La norma fija las reglas exactas, así que lea las cláusulas y no un resumen.

La norma asigna la decisión al usuario del equipo. El usuario, no el proveedor, determina las condiciones de proceso: presión parcial de H2S, pH, cloruros, temperatura y presión total. Un distribuidor no puede conocer su fluido, así que la orden debe indicar las condiciones o decir que el ítem debe cumplir la norma.

¿Qué tipos de agrietamiento cubre?

Mecanismos de agrietamiento en servicio con H2S
MecanismoQué ocurreEnsayo o control habitual
SSC, agrietamiento por esfuerzo de sulfurosAgrietamiento frágil del acero duro bajo esfuerzo de tracción en H2S húmedoLímites de dureza; ensayo de laboratorio según NACE TM0177
HIC, agrietamiento inducido por hidrógenoSe forman grietas planas dentro del acero de plancha o tubo por hidrógeno absorbido, sin esfuerzo aplicadoAcero limpio; ensayo según NACE TM0284
SOHIC, HIC orientado por esfuerzoGrietas HIC apiladas unidas por esfuerzoCalidad del material, control de soldadura y tratamiento térmico
SCC, agrietamiento por corrosión bajo esfuerzoAgrietamiento de aleaciones resistentes a la corrosión por esfuerzo, cloruros y H2SLímites ambientales de la parte 3

Solo un resumen. ISO 15156 define cada mecanismo y los controles que aplican.

NACE TM0177 ensaya una probeta de metal bajo esfuerzo en una solución de H2S para ver si se agrieta. NACE TM0284 ensaya aceros de plancha y tubería para HIC. Son métodos de laboratorio. Que se exija un ensayo lo determina la norma, la especificación del propietario o una norma de producto como el anexo H de API 5L, no el método de ensayo en sí.

¿Qué límites de dureza se citan para el acero al carbono?

Para aceros al carbono y de baja aleación, el límite más conocido es una dureza máxima de 22 HRC (Rockwell C) en el metal base, cuando se usa la vía de dureza. La dureza es un indicador de susceptibilidad: el acero más duro se agrieta con más facilidad en H2S.

Esa cifra es un resumen, no la regla completa. La norma fija cómo y dónde se mide la dureza, límites separados para soldaduras y zonas afectadas por el calor, la necesidad de tratamiento térmico posterior a la soldadura, excepciones y vías alternativas de calificación. ISO 15156-2 es la autoridad y rige la edición de la orden.

La pernería muestra por qué importa. Los espárragos ASTM A193 B7 pueden ser más duros de lo que permiten los límites de servicio ácido. Los especificadores eligen espárragos A193 B7M con tuercas A194 2HM, fabricados con una dureza máxima controlada. Vea Espárragos y empaques.

¿Cuál es el papel del comprador?

Quién hace qué
ParteResponsabilidad
Usuario del equipo o compradorDefine el ambiente, nombra la norma y la edición, e indica servicio ácido en la orden
FabricanteSelecciona y produce material que cumple la norma, controla el tratamiento térmico, ensaya la dureza y emite los registros
Distribuidor o agente de abastecimientoTransmite los requisitos de la orden y los documentos del fabricante, y mantiene la trazabilidad por colada
InspectorPresencia ensayos o revisa registros cuando la orden lo exige
  • Nombre la norma y la edición: por ejemplo ISO 15156-2 o NACE MR0175 / ISO 15156, año de edición.
  • Dé las condiciones de servicio, o indique que el ítem debe cumplir la norma sin más límites.
  • Cubra todas las piezas mojadas y del límite de presión: tubería, bridas, accesorios, válvulas, pernería y partes metálicas de empaques.
  • Exija una declaración de cumplimiento del fabricante, y los resultados de dureza, el tratamiento térmico y el número de colada en un certificado EN 10204 tipo 3.1 o 3.2.
  • Nombre a un inspector de tercera parte para el 3.2 cuando el propietario lo exija.

Vea Certificados de materiales para saber cómo verificar el certificado frente a la orden.

¿Cómo puede ayudar JJ Projects?

JJ Projects no certifica materiales según NACE MR0175 / ISO 15156. Abastece ítems según las especificaciones que usted nombre, solicita al fabricante su declaración de cumplimiento y sus registros de ensayo, y los revisa frente a su orden de compra. Indique servicio ácido en su Solicitar una cotización o vea los productos de acero y estructurales.

Espárrago con dos tuercas hexagonales pesadas
Fig. 01Espárrago con dos tuercas hexagonales pesadasASTM A193 B7 · A194 2H · 3/4-10 UNC
Brida de cuello soldable
Fig. 02Brida de cuello soldableASME B16.5 · WN · RF · CL 150

Fuentes

  1. ISO 15156-1:2020, Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production, Part 1: general principles
  2. ISO 15156-2, Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons
  3. ISO 15156-3, Cracking-resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys
  4. AMPP (formerly NACE International), standards catalogue: NACE MR0175/ISO 15156, TM0177, TM0284
  5. TWI, NACE TM0177 sour test methods
  6. Texas Flange, NACE MR0175 flanges for sour service

Preguntas

Preguntas

01¿Cuál es la diferencia entre NACE MR0175 e ISO 15156?

Son el mismo texto técnico publicado con dos nombres. MR0175 / ISO 15156 es la referencia común y hoy se mantiene con AMPP, sucesora de NACE International.

02¿Cuál es la diferencia entre NACE MR0175 y MR0103?

MR0175 / ISO 15156 es para producción de petróleo y gas. MR0103 es para agrietamiento por esfuerzo de sulfuros en refinerías y procesos de downstream. Use la que nombre la especificación de su proyecto.

03¿Son 22 HRC el límite de dureza para todos los materiales?

No. Es la cifra que se cita comúnmente para el metal base de acero al carbono y de baja aleación. Las soldaduras, otras aleaciones y otras vías tienen sus propias reglas. Revise la norma.

04¿Debe cumplir NACE todo el conjunto o solo la brida?

Todo componente mojado y que contiene presión al que aplique la norma: tubería, brida, accesorio, válvula, pernería y partes metálicas de empaques. Especifíquelo en cada renglón.

05¿Necesito un certificado EN 10204 3.2 para servicio ácido?

Con frecuencia los propietarios piden 3.1 o 3.2 con resultados de dureza. Si se exige el 3.2 lo decide el propietario, así que indíquelo en la orden.

06¿Puede un distribuidor certificar un ítem como conforme a NACE?

Un distribuidor puede transmitir la declaración y los registros del fabricante. El cumplimiento depende del material, su tratamiento térmico y sus resultados de ensayo en el fabricante.

Envíe la especificación. Nosotros seguimos desde ahí.

Una lista de materiales, un plano o una sola línea: díganos qué necesita el proyecto y a dónde va.