Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

          

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

ö°­ÀÚ·á HOME > TECHNOLOGY > ö°­ÀÚ·á

Sulfide stress cracking resistant materials for oilfield equipment

MR-0175´Â Á¦¸ñ¿¡¼­ ¾Ë ¼ö ÀÖ´Â ¹Ù¿Í °°ÀÌ Sulfide Stress Corrosion Cracking¿¡ ´ëÇÑ ÀúÇ×¼ºÀ» °¡Áø Àç·á ¼±Á¤À» À§ÇÑ CodeÀÔ´Ï´Ù.
Áï, Ȳ ¼ººÐÀÌ ÀÖ´Â ºÐÀ§±â¿¡¼­ ÀÀ·ÂºÎ½Ä±Õ¿­¿¡ ´ëÇÑ ÀúÇ×¼ºÀ» °¡Áø Àç·á¸¦ ¼±Á¤Çϱâ À§ÇÑ °ÍÀÌÁö¿ä.
ÀÀ·ÂºÎ½ÄÀº ÀÀ·ÂÀÌ ³ôÀ¸¸é ³ôÀ» ¼ö·Ï Àß »ý±é´Ï´Ù.
±×¸®°í ÀÌ·± ºÎ½ÄÀÌ ÁøÀüµÇ¸é¼­ ¼ö¼Ò¿ÍÀÇ º¹ÇÕÀÛ¿ëÀ¸·Î ±Õ¿­ÀÌ ¹ß»ýÇÏ´Â °ÍÀÌÁö¿ä µû¶ó¼­ ¸ðÀçÀÇ È¤Àº ¿ëÁ¢ºÎÀÇ °æµµ°¡ ³·À» ¼ö·Ï °¡ÇØÁø ÀÀ·ÂÀÇ ¼öÁØÀÌ ³·¾Æ¼­ ºÎ½ÄÀÌ ½±°Ô ÁøÀüµÇÁö ¸øÇÏ´Â °ÍÀÔ´Ï´Ù.
¼ö¼Ò¿¡ ÀÇÇÑ ¹®Á¦Á¡Àº Å©°Ô ±¸ºÐÇÏ¿© »ó¿Â ¹× Àú¿ÂÀÇ ¹®Á¦Á¡ÀÌ ÀÖ°í, ¾Õ¼­ ¾î´À ºÐÀÌ ¼³¸íÇÑ »óȲ°ú °°Àº °í¿ÂÀÇ ¹®Á¦Á¡ÀÌ ÀÖ½À´Ï´Ù.

°í¿Â¿¡¼­´Â Żź Çö»óÀ» ±âº»À¸·Î ÇÏ´Â ¼ö¼Ò¿¡ ÀÇÇÑ Hydrogen AttackÀÌ ¹®Á¦°¡ µË´Ï´Ù. ÀÌ °æ¿ì¿¡´Â CrµîÀ» ³Ö¾î ±Ùº»ÀûÀ¸·Î Żź¿¡ ÀÇÇÑ °­µµ ÀúÇÏ ¹× ½ÉÇÑ °æ¿ì¿¡ ¹ß»ýÇÒ ¼ö ÀÖ´Â CH4ÀÇ Çü¼ºÀ» ¸·°ÔµË´Ï´Ù. ÀÌ¿¡ °üÇØ Á¤¸®ÇÑ °ÍÀÌ API 941¿¡ ¾ð±ÞµÈ Hydrogen Service¿ë Nelson Curve¶ó°í ÇÒ ¼ö ÀÖÁö¿ä.

±×·³ Àú¿Â¿¡ ÀÇÇÑ ¹®Á¦Á¡Àº ¹«¾ùÀΰ¡?
¼ö¼Ò´Â Á¶Á÷³»¿¡ µé¾î°¡¼­ ¿ª½Ã Å©°Ô ±¸ºÐÇÏ¸é µÎ°¡Áö Á¤µµÀÇ ¾Ç ¿µÇâÀ» °¡Áý´Ï´Ù. ¼ö¼Ò°¡ Á¶Á÷³» °ø±ØÀÇ À§Ä¡¿¡ µé¾î°¡¼­ ÀüÀ§ÀÇ À̵¿À» Â÷´ÜÇÏ°í ±¹ºÎÀûÀÎ °æÈ­¸¦ À¯¹ßÇÏ¿© °á±¹ CrackingÀ» ¹ß»ý½Ãŵ´Ï´Ù. ÀÌ·± ´ëÇ¥ÀûÀÎ °ÍÀÎ ¿ëÁ¢ºÎÀÇ Under Bead CrackingÀ̳ª HIC Á¶°ÇÀÇ Step Wise CrackingÀ̶ó°í ÇÒ ¼ö ÀÖÁö¿ä. ´Ù¸¥ Çϳª´Â Á¶Á÷³»¿¡ µé¾î°£ ¼ö¼Ò°¡ ¾Æ¿¹ ºÐÀÚ°¡µÇ¾î ½º½º·Î VolumeÀ» °¡Áö°í Á¶Á÷À» ÆØâ½ÃÅ°´Â ¹®Á¦ÀÔ´Ï´Ù. À̸¦ Hydrogen BlisteringÀ̶ó°í ÇÕ´Ï´Ù. ÀÌ·¸°Ô Àú¿Â ȤÀº »ó¿Â (Åë»ó 200¡É ÀÌÇÏ)¿¡¼­ ¹ß»ýÇÏ´Â ¹®Á¦Á¡À» ÇØ°áÇϱâ À§ÇØ Á¦½ÃÇÏ´Â Àç·á ¼±Á¤ÀÇ ±âÁØÀÌ NACE MR0175ÀÔ´Ï´Ù.

NACE MR-0175´Â NACE¿¡¼­ ¾ð±ÞÇÏ´Â CodeÁß¿¡ Material RequirementÀÇ ¾àÀÚ¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â CodeÀÇ Áß¿¡ Çϳª ÀÔ´Ï´Ù. NACE Code´Â Å©°Ô ±¸ºÐÇÏ¿© MR (Material Requirement), RP (Recommended Practice), TM (Test Method)·Î ±¸ºÐÇÕ´Ï´Ù. ±×¸®°í À̵é CodeÀÇ ³»¿ë¿¡ º¸¸é À§¿¡ ¾î´À ºÐÀÌ ¼³¸íÇÑ ¹Ù¿Í °°ÀÌ °æµµ¸¦ ³ôÀÌ´Â °ÍÀÌ ¾Æ´Ï¶ó, °æµµ¸¦ Max.·Î Á¦ÇÑÇÏ¿© ±ÔÁ¤ÇÕ´Ï´Ù. ±×¸®°í PWHTµî°ú °°Àº ¿ëÁ¢ºÎ ÀÀ·Â¿ÏÈ­ ¹æ¾ÈÀ» ÃßõÇÏ°í ÀÖÁö¿ä

°¡¶àÀ̳ª ¼ö¼Ò°¡ µé¾î°¡¼­ ±¹ºÎÀûÀ¸·Î °æµµ Çâ»ó°ú ÀÀ·ÂºÎ½Ä À¯¹ß µîÀÇ ¹®Á¦¸¦ ÀÏÀ¸Å°´Â »óȲ¿¡¼­ ¼ÒÀç ÀÚüÀÇ °æµµ°¡ ³ô´Ù¸é ¼ö¼Ò¿¡ ÀÇÇÑ ¾Ç¿µÇâÀÌ ´õ¿í Ä¿Áö°ÔµË´Ï´Ù. ±×·¡¼­ MR-0175¿¡ º¸¸é Carbon SteelÀÇ °æ¿ì¿¡´Â Hv 23 Á¤µµ·Î °æµµÀÇ »óÇѼ±À» ±ÔÁ¤ÇÕ´Ï´Ù.  

¡Ø NACE MR0175 (SSC) ¿Í NACE Publ. 8X193 (HIC)ÀÇ ¿ä±¸»çÇ×°ú ±¹³»¿Ü ÇöȲ

(1) Wet Sour Service ÀÇ Á¤ÀÇ

1) °³¿ä: Well (Oil Production) ¹× Á¤À¯, ¼®À¯È­ÇаøÁ¤¿¡¼­ Wet H2S ( HF acid ´Â ½Ã³ÊÁö È¿°ú)¿¡ ÀÇÇØ CrackµîÀÇ ¼Õ»óÀÌ ¿¹»óµÇ´Â Service¸¦ ¸»ÇÑ´Ù. Wet sour serviceÀÇ °æ¿ì ¼ö¼ÒÃ뼺, HIC, SSCC, SOHIC µîÀÌ µ¿½Ã¿¡ º¹ÇÕÀûÀ¸·Î ¹ß»ýÇÑ´Ù. NACE MR0175´Â óÀ½ WellÀ» Áß½ÉÀ¸·Î ±ÔÁ¤ÇÑ CodeÀ̳ª ±Ù·¡¿¡´Â Á¤À¯ ¹× ¼®À¯È­ÇаøÁ¤¿¡¼­µµ Àû¿ëÇØ ¿Ô´Ù. ±×·¯³ª 1998 EditionºÎÅÍ´Â Refinery ¿Í Petrochemical ¿¡´Â Àû¿ëÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ¾ø´Â °ÍÀ¸·Î °³Á¤µÇ¾ú´Ù.

2) NACE MR 0175 Materail Requirements
- Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Materials for Oilfield EquipmentÀÇ ÁÖ¿ä³»¿ë(HIC¿¡ ´ëÇؼ­´Â Àû¿ë ¾ÈµÊ)

¨ç Sour Gas Service
   (°¡) Àû¿ë¹üÀ§: ¸ðµÎ ¸¸Á·½Ã
               - Liguid Water Á¸Àç
               - Total Pressure ≥ 65 Psia (0.45 Mpa)
               - Gas»ó ³»¿¡ H2S Partial Pressure > 0.05 psia (0.34 kPa)
   (³ª) ±Ô°Ý¿ä±¸»çÇ×
              - °æµµ ±ÔÁ¤ (Carbon steelÀÇ °æ¿ì, max. 22HRC ¿Í ±ÔÁ¤¿­Ã³¸® ¿ä±¸)

¨è Sour Oil and Gas Service
   (°¡) Àû¿ë¹üÀ§ - ´ÙÀ½ÀÇ °æ¿ì¸¦ Á¦¿ÜÇÑ ¸ðµç °æ¿ì¿¡ Àû¿ë
              - Gas / Oil ≤ 5,000 SCF bbl (barrel of oil)
              - Gas»ó¿¡¼­ ÃÖ´ë 15% H2S ÇÔÀ¯
              - Total Pressure ≤ 265 Psia (1.8 Mpa)
              - Gas»ó ³»¿¡ H2S Partial Pressure ≤ 10 psia (0.07 MPa)
   (³ª) ±Ô°Ý¿ä±¸»çÇ×
              - °æµµ ±ÔÁ¤ (Carbon steelÀÇ °æ¿ì, max. 22HRC ¿Í ±ÔÁ¤¿­Ã³¸® ¿ä±¸)

3) Wet Sour ServiceÁ¾·ùº° Àû¿ë±ÔÁ¤

¨ç Low Risk Service: max. Design Pressure < 65 Psia (0.45 Mpa)ÀÎ °æ¿ì - ´Ü Fluid catalytic cracking ¶Ç´Â Delayed coker unit¿¡¼­´Â ÀÌ°æ¿ì¶óµµ ¾Æ·¡ÀÇ Simple Wet Sour Service·Î ºÐ·ùÇÔ. (¡ñCN- ↑) ; ¾Æ¹«·± Ãß°¡ ¿ä±¸»çÇ×ÀÌ ¾ø´Ù.

¨è Simple Wet Sour Service: max. Design Pressure ≥ 65 Psia (0.45 Mpa)ÀÌ°í Crack inducing agents³ª Cathodic poisons (CN- µî)ÀÌ Á¸ÀçÇÏÁö ¾Ê´Â °æ¿ì
        ¡Ø ¿ä±¸»çÇ×
        - ¸ðµç ¿ëÁ¢ºÎ, HAZºÎ ¹× ¸ðÀçºÎ¿¡ °æµµ Á¶Àý (ÇÏÇâ)ÀÌ ¿ä±¸µÊ
        - NACE MR0175¿Ü¿¡µµ Carbon steelÀÇ ¿ëÁ¢ºÎ °æµµ´Â NACE RP0472°¡ Àû¿ëµÊ.
        - PWHT´Â ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¿ä±¸µÇÁö ¾ÊÀ¸³ª 1~2 passÀÇ ¾ãÀº ¿ëÁ¢Ãþ(¿¹, ¿­±³È¯±â
          ÀÇ Tube to Tubesheet ºÎ)¿¡´Â ¿ä±¸µÇ±âµµ ÇÑ´Ù. Air-hardeningÇÑ Cr-Mo°­Àº ¸ð
          µÎ PWHT°¡ ¿ä±¸µÈ´Ù.

¨é Severe Wet Sour Service: Total Pressure ≥ 65 Psia (0.45 Mpa)ÀÌ°í Crack inducing agents³ª Cathodic poisons (CN- µî)ÀÌ Á¸ÀçÇÏ´Â °æ¿ì


¡Ø Crack inducing agents³ª Cathodic poisons
- wet sour liquid petroleum ¶Ç´Â natural gas liquids
- Hydrotreaters and Hydrocracking unitsÀÇ high pressure separation systems downstream
- Amines Æ÷ÇÔ
- ź¼Ò°­ ³»¿¡ ¹ß»ý±â ¼ö¼ÒÀÇ ³óµµ°¡ Áõ°¡ÇÏ´Â °æ¿ì
¡Ü È°¼ººÎ½ÄºÐÀ§±â¿¡¼­ ¾î´ÀÁ¤µµ ¹æ½ÄÈ¿°ú¸¦ °®´Â FeS¸·ÀÇ ¾ÈÁ¤µµ°¡ wet H2S, Erosion, Chemical Cleaningµî¿¡ ÀÇÇØ Æı«½Ã
¡Ü CN- 20 ppmw ÃÊ°ú½Ã
¡Ü °í³óµµ Sulfide¸¦ Çü¼º(¿¹, NH4HS)ÇÏ´Â salt forming cation (¿¹, NH3)À» Æ÷ÇÔ½Ã
- Systems in cyclic service
¡Ø ¿ä±¸»çÇ×
- ¸ðµç ¿ëÁ¢ºÎ, HAZºÎ ¹× ¸ðÀçºÎ¿¡ °æµµ Á¦ÇÑ
- NACE MR0175¿Ü¿¡µµ Carbon steelÀÇ ¿ëÁ¢ºÎ °æµµ´Â NACE RP0472°¡ Àû¿ë
- PWHT´Â carbon steel and low alloys steel (Cr-Mo)¿¡ ´ëÇØ ¸ðµÎ ¿ä±¸µÈ´Ù.
- Plate¹× Plate·Î ¸¸µç ¼ÒÀç´Â ´ÙÀ½ÀÇ »çÇ×ÀÌ Ãß°¡·Î ¿ä±¸µÈ´Ù.
¡Ü Welded pipe´Â ±æÀÌÀÌÀ½ºÎ¿¡ NormalizingÀÌ ¿ä±¸µÈ´Ù.
¡Ü Fully killed ¹× Fine grain practice°¡ ¿ä±¸µÈ´Ù.
¡Ü HIC resistance steelÀÌ ¿ä±¸µÈ´Ù.

¡¡


(2) HIC Resistant Steel

1) Á¤ÀÇ: ¼ö¼Ò ¼Õ»óÁß Hydrogen Blistering°ú Stepwise CrackingÀ» ¾ïÁ¦ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â Àç·á

2) HICÀÇ ¾ß±ÝÀû Ư¼º:

¨ç ¿¬¼Ó ÁÖÁ¶µÈ Slab´Â ´Ü¼Ó ÁÖÁ¶º¸´Ù Æí¼®ÀÌ Àû¾î HIC°¡ Àû°Ô ¹ß»ýÇÑ´Ù.
¨è Controlled rolled plate´Â ÀϹݰ­º¸´Ù ³·Àº ¿ÂµµÀÎ 705~900¡É¿¡¼­ ¾Ð¿¬ÇϹǷΠMnS¿Í °°Àº Æí¼®ÀÌ Á¤»óÁ¶Á÷º¸´Ù softer ÇÏ°í ½±°Ô ³³ÀÛÇØÁö¹Ç·Î HICÀÇ ¿øõÀ» ÈξÀ Àß Á¦°øÇÑ´Ù.
¨é Wet H2S°¡ °­ÀÇ Ç¥¸éÀ» ºÎ½Ä½ÃÅ°¸é¼­ ¹ß»ý±â ¼ö¼Ò°¡ ¹ß»ýÇÏ¿© À̵éÀÌ °­ÀÇ Ç¥¸éÀ¸·Î È®»êÇØ µé¾î°£´Ù.
¨ê ÀÌµé ºñ±Ý¼Ó °³Àç¹°Àº È®»êÇÏ´Â ¼ö¼Ò°¡ H2 gas ·Î Àç°áÇÕÇÏ´Â Ã˸ŠÀå¼Ò·Î Á¦°øµÈ´Ù.
¨ë ¿ëÁ¢ºÎÀÇ À̵é Æí¼®Àº ´ë°³ ±¸»óÈ­µÇ±â ¶§¹®¿¡ ¹ß»ý±â ¼ö¼ÒÀÇ ¾ÈÂø Site°¡ µÇ±â Èûµé¹Ç·Î ¸ðÀ纸´Ù HIC¿¡ ÈξÀ ´ú ¹Î°¨ÇÏ´Ù.
¨ì ¿¬¼Ó ÁÖÁ¶ Strand·Î ¸¸µç ÆÇÀç´Â ¿¬¼ÓÁÖÁ¶µ¿¾È StrandÀÇ Á᫐ ºÎÀ§¿¡¼­ S¿Í °°Àº ºÒ¼ø¹°ÀÌ Àß Æí¼®µÇ±â ¶§¹®¿¡ HIC°¡ ½±°Ô ¹ß»ýÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. HIC control¿¡ °æÇèÀÌ ¾ø´Â Mill maker°¡ ¿À·ù¸¦ ¹üÇϱ⠽±´Ù.


3) Àû¿ë±âÁØ

¨ç È­ÇÐ Á¶¼º¸¸ Á¶ÀýÇÏ´Â °æ¿ì
¡ª S ≤ 0.002~0.005%
¡ª P ≤ 0.015~0.020%
¡ª 1.5 ≤ Ca/S ≤ 4.0
¡ª Si Killed Steel (AlÀº HIC¿¡ ¹Î°¨ÇÔ)
¨è HIC Test ¸¦ ½Ç½ÃÇÏ´Â
¡ª Stepwise Cracking Test : NACE TM 0284
¡ª Solution : NACE TM 0177
¨é Ãß°¡ »çÇ×
¡ª Çü±¤ ½À½Ä Test ¿ä±¸
¡ª Max. BHN 200
¡ª PWHT
¡ª O2 ≤ 0.002%
¨ê Àû¿ë Àç·á ÇÑ°è (ÀÏ¹Ý Åº¼Ò°­¿¡¸¸ Àû¿ë)
¡ª ¸ðµç C.S(ź¼Ò°­) Áß Plate¿¡¸¸ ½Ç½Ã
¡ª C.S Welded Pipe¿¡¸¸ ½Ç½Ã - Áï Seamless pipe, Casting, Forging·ù¿¡´Â Àû¿ëÇÏÁö ¾ÊÀ½

4) ±âŸ

¨ç ±¹³» Á¦Á¶ (HIC Test ¿ä±¸½Ã) - ´Ü, pH 3 ¿ë¾×¿¡¼­ÀÇ HIT Test¿¡ ´ëÇÑ º¸ÁõÀº ¸øÇÏ°í ÀÖ´Â ½ÇÁ¤ÀÓ. ÀÌÇÏ´Â pH 4À̻󿡼­ÀÇ »ý»ê ´É·ÂÀ» °ËÅäÇÑ °ÍÀÓ.
¡ª Plate ; Posco ′1995ÃʺÎÅÍ °³¹ßÇÏ¿© ÇöÀç20tÀÌÇÏ¿¡ ´ëÇØ »ý»ê °¡´É
¡ª Pipe ;ºÎ»ê Pipe, Çö´ë °­°üµî¿¡¼­ ½ÇÇèÀº ¿Ï·á µÇ¾úÀ¸³ª ½ÃÁ¦Ç°Àº ¾ÆÁ÷ ±¹Á¦ °æÀï·ÂÀ» È®º¸ÇÏÁö ¸øÇÏ°í ÀÖÀ½.
¨è ÇØ¿Ü Á¦Á¶ (HIC Test ¿ä±¸½Ã) : ¸ðµÎ °¡´É
¨é Non-HIC Test¿Í ºñ±³ÇÑ ¿µÇâ
¡ª ³³±â : 2~3 °³¿ù Áö¿¬
¡ª ±Ý¾× : 40% Á¤µµ »ó½Â
¨ê ¿ëÁ¢ºÀ ~ ÀÏ¹Ý ¿ëÁ¢ºÀ »ç¿ë

 

 

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player