ISO 15156-2:2009
(Main)Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production — Part 2: Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons
Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production — Part 2: Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons
ISO 15156-2:2009 gives requirements and recommendations for the selection and qualification of carbon and low-alloy steels for service in equipment used in oil and natural gas production and natural gas treatment plants in H2S‑containing environments, whose failure can pose a risk to the health and safety of the public and personnel or to the environment. ISO 15156-2:2009 can be applied to help to avoid costly corrosion damage to the equipment itself. It supplements, but does not replace, the materials requirements of the appropriate design codes, standards or regulations. ISO 15156-2:2009 addresses the resistance of these steels to damage that can be caused by sulfide stress‑cracking (SSC) and the related phenomena of stress‑oriented hydrogen‑induced cracking (SOHIC) and soft‑zone cracking (SZC). ISO 15156-2:2009 also addresses the resistance of these steels to hydrogen‑induced cracking (HIC) and its possible development into stepwise cracking (SWC). ISO 15156-2:2009 is concerned only with cracking. Loss of material by general (mass loss) or localized corrosion is not addressed. Tables are included that give a non-exhaustive list of equipment to which ISO 15156-2:2009 is applicable, including permitted exclusions, lists of SSC‑resistant carbon and low alloy steels, and requirements for the use of cast irons. ISO 15156-2:2009 applies to the qualification and selection of materials for equipment designed and constructed using conventional elastic design criteria, including designs utilizing plastic criteria (e.g. strain‑based and limit‑state designs). ISO 15156-2:2009 is not necessarily suitable for application to equipment used in refining or downstream processes and equipment.
Industries du pétrole et du gaz naturel — Matériaux pour utilisation dans des environnements contenant de l'hydrogène sulfuré (H2S) dans la production de pétrole et de gaz — Partie 2: Aciers au carbone et aciers faiblement alliés résistants à la fissuration, et utilisation de fontes
L'ISO 15156-2:2009 spécifie des exigences et donne des recommandations concernant la sélection et la qualification des aciers au carbone et des aciers faiblement alliés dans des équipements utilisés pour la production de pétrole et de gaz naturel et dans des installations de traitement de gaz naturel en milieux contenant de l'hydrogène sulfuré (H2S), où toute défaillance peut présenter un risque pour la santé et la sécurité du public et du personnel ou pour l'environnement. L'ISO 15156-2:2009 peut aussi aider à prévenir les endommagements coûteux des équipements eux-mêmes dus à la corrosion. Elle complète, sans toutefois s'y substituer, les exigences concernant les matériaux dans les codes de construction, normes ou autres réglementations appropriés. L'ISO 15156-2:2009 traite de la résistance de ces aciers aux dommages pouvant être causés par la rupture différée par H2S (SSC, sulfide stress-cracking) ainsi que des phénomènes connexes de la décohésion interne sous contrainte (SOHIC, stress‑oriented hydrogen‑induced cracking) et de la fissuration des zones de plus faible dureté (SZC, soft‑zone cracking). Elle traite également de la résistance de ces aciers à la décohésion interne (HIC, hydrogen‑induced cracking) et au développement possible de cette décohésion en fissuration en gradins (SWC, stepwise cracking). Elle ne porte que sur la fissuration. La perte de matériau par corrosion générale (perte de masse) ou localisée n'est pas étudiée. Elle donne une liste non exhaustive d'équipements relevant du domaine d'application et des équipements pouvant en être exclus. Elle s'applique à la qualification et à la sélection des matériaux pour les équipements conçus et construits sur la base des critères de calcul élastiques traditionnels. L'application de l'ISO 15156-2:2009 ne convient pas nécessairement aux processus et équipements de raffinage ou en aval.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15156-2
Second edition
2009-10-15
Petroleum and natural gas industries —
Materials for use in H S-containing
2
environments in oil and gas
production —
Part 2:
Cracking-resistant carbon and low-alloy
steels, and the use of cast irons
Industries du pétrole et du gaz naturel — Matériaux pour utilisation dans
des environnements contenant de l'hydrogène sulfuré (H S) dans la
2
production de pétrole et de gaz —
Partie 2: Aciers au carbone et aciers faiblement alliés résistants à la
fissuration, et utilisation de fontes
Reference number
ISO 15156-2:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 15156-2:2009(E)
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Published in Switzerland
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ISO 15156-2:2009(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.2
3 Terms and definitions .3
4 Symbols and abbreviated terms .6
5 Purchasing information .7
6 Factors affecting the behaviour of carbon and low alloy steels in H S-containing
2
environments .7
7 Qualification and selection of carbon and low-alloy steels with resistance to SSC, SOHIC
and SZC .8
8 Evaluation of carbon and low alloy steels for their resistance to HIC/SWC .17
9 Marking, labelling and documentation.17
Annex A (normative) SSC-resistant carbon and low alloy steels (and requirements and
recommendations for the use of cast irons) .18
Annex B (normative) Qualification of carbon and low-alloy steels for H S service by laboratory
2
testing.27
Annex C (informative) Determination of H S partial pressure .35
2
Annex D (informative) Recommendations for determining pH .37
Annex E (informative) Information that should be supplied for material purchasing .42
Bibliography.44
© ISO 2009 – All rights reserved iii
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ISO 15156-2:2009(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15156-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15156-2:2003), of which it constitutes a minor
revision, specifically by the following:
⎯ inclusion of the requirements for welding-procedure qualification for overlay welding;
⎯ inclusion of changes to the limitations that apply to Table A.1 on weld hardness;
⎯ inclusion of the ISO equivalents of ASTM hardness standards;
⎯ inclusion of a small number of other technical changes;
⎯ inclusion of changes to make the intent of the text clearer and to correct editorial errors.
ISO 15156 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries —
Materials for use in H S-containing environments in oil and gas production:
2
⎯ Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials
⎯ Part 2: Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons
⎯ Part 3: Cracking-resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys
iv © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 15156-2:2009(E)
Introduction
The consequences of sudden failures of metallic oil and gas field components, associated with their exposure
to H S-containing production fluids, led to the preparation of the first edition of NACE MR0175, which was
2
published in 1975 by the National Association of Corrosion Engineers, now known as NACE International.
The original and subsequent editions of NACE MR0175 established limits of H S partial pressure above which
2
precautions against sulfide stress-cracking (SSC) were always considered necessary. They also provided
guidance for the selection and specification of SSC-resistant materials when the H S thresholds were
2
exceeded. In more recent editions, NACE MR0175 has also provided application limits for some
corrosion-resistant alloys, in terms of environmental composition and pH, temperature and H S partial
2
pressures.
In separate developments, the European Federation of Corrosion issued EFC Publication 16 in 1995 and EFC
Publication 17 in 1996. These documents are generally complementary to those of NACE though they differed
in scope and detail.
In 2003, the publication of the three parts of ISO 15156 and NACE MR0175/ISO 15156 was completed for the
first time. These technically identical documents utilized the above sources to provide requirements and
recommendations for materials qualification and selection for application in environments containing wet H S
2
in oil and gas production systems. They are complemented by NACE TM0177 and NACE TM0284 test
methods.
The revision of this part of ISO 15156 involves a consolidation of all changes agreed and published in the
Technical Corrigendum 1, ISO 15156-2:2003/Cor.1:2005 and by the Technical Circular 1,
ISO 15156-2:2001/Cir.1:2007(E), published by the ISO 15156 maintenance agency secretariat at DIN, Berlin.
The changes were developed by, and approved by the ballot of, representative groups from within the oil and
gas production industry. The great majority of these changes stem from issues raised by document users. A
description of the process by which these changes were approved can be found at the ISO 15156
maintenance website www.iso.org/iso15156maintenance.
When found necessary by oil and gas production industry experts, future interim changes to this part of
ISO 15156 will be processed in the same way and will lead to interim updates to this part of ISO 15156 in the
form of Technical Corrigenda or Technical Circulars. Document users should be aware that such documents
can exist and can impact the validity of the dated references in this part of ISO 15156.
The ISO 15156 maintenance agency at DIN was set up after approval by the ISO Technical Management
Board given in document 34/2007. This document describes the make up of the agency, which includes
experts from NACE, EFC and ISO/TC 67/WG 7, and the process for approval of amendments. It is available
from the ISO 15156 maintenance website and from the ISO/TC 67 Secretariat. The website also provides
access to related documents that provide more detail of ISO 15156 maintenance activities.
© ISO 2009 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15156-2:2009(E)
Petroleum and natural gas industries — Materials for use in
H S-containing environments in oil and gas production —
2
Part 2:
Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of
cast irons
WARNING — Carbon and low-alloy steels and cast irons selected using this part of ISO 15156 are
resistant to cracking in defined H S-containing environments in oil and gas production but not
2
necessarily immune to cracking under all service conditions. It is the equipment user's responsibility
to select the carbon and low alloy steels and cast irons suitable for the intended service.
1 Scope
This part of ISO 15156 gives requirements and recommendations for the selection and qualification of carbon
and low-alloy steels for service in equipment used in oil and natural gas production and natural gas treatment
plants in H S-containing environments, whose failure can pose a risk to the health and safety of the public and
2
personnel or to the environment. It can be applied to help to avoid costly corrosion damage to the equipment
itself. It supplements, but does not replace, the materials requirements of the appropriate design codes,
standards or regulations.
This part of ISO 15156 addresses the resistance of these steels to damage that can be caused by sulfide
stress-cracking (SSC) and the related phenomena of stress-oriented hydrogen-induced cracking (SOHIC) and
soft-zone cracking (SZC).
This part of ISO 15156 also addresses the resistance of these steels to hydrogen-induced cracking (HIC) and
its possible development into stepwise cracking (SWC).
This part of ISO 15156 is concerned only with cracking. Loss of material by general (mass loss) or localized
corrosion is not addressed.
Table 1 provides a non-exhaustive list of equipment to which this part of ISO 15156 is applicable, including
permitted exclusions.
This part of ISO 15156 applies to the qualification and selection of materials for equipment designed and
constructed using conventional elastic design criteria. For designs utilizing plastic criteria (e.g. strain-based
and limit-state designs), see ISO 15156-1:2009, Clause 5.
Annex A lists SSC-resistant carbon and low alloy steels, and A.2.4 includes requirements for the use of cast
irons.
This part of ISO 15156 is not necessarily suitable for application to equipment used in refining or downstream
processes and equipment.
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ISO 15156-2:2009(E)
Table 1 — List of equipment
ISO 15156 is applicable to materials used
Permitted exclusions
for the following equipment
Drilling, well construction and well-servicing equipment Equipment exposed only to drilling fluids of controlled
a
composition
Drill bits
b
Blowout preventer (BOP) shear blades
Drilling riser systems
Work strings
c
Wireline and wireline equipment
Surface and intermediate casing
d
Wells, including subsurface equipment, gas lift equipment, Sucker rod pumps and sucker rods
wellheads and christmas trees
Electric submersible pumps
Other artificial lift equipment
Slips
Flow-lines, gathering lines, field facilities and field Crude oil storage and handling facilities operating at a total
processing plants
absolute pressure below 0,45 MPa (65 psi)
Water-handling equipment Water-handling facilities operating at a total absolute
pressure below 0,45 MPa (65 psi)
Water injection and water disposal equipment
Natural gas treatment plants —
Transportation pipelines for liquids, gases and multiphase Lines handling gas prepared for general commercial and
fluids domestic use
For all equipment above Components loaded only in compression
a
See A.2.3.2.3 for more information.
b
See A.2.3.2.1 for more information.
c
Wireline lubricators and lubricator connecting devices are not permitted exclusions.
d
For sucker rod pumps and sucker rods, reference can be made to NACE MR0176.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H,
K, N, T)
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 10423, Petroleum and natural gas industries — Drilling and production equipment — Wellhead and
christmas tree equipment
ISO 15156-1:2009, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H S-containing environments
2
in oil and gas production — Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials
ISO 15156-3:2009, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H S-containing environments
2
in oil and gas production — Part 3: Cracking-resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys
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ISO 15156-2:2009(E)
1)
NACE TM0177-05 , Laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking and stress corrosion
cracking in H S environments
2
NACE TM0284, Evaluation of pipeline and pressure vessel steels for resistance to hydrogen-induced cracking
2)
EFC Publications Number 16 , Guidelines on materials requirements for carbon and low alloy steels for
H S-containing environments in oil and gas production
2
3)
SAE AMS-2430P , Shot Peening, Automatic
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 15156-1 and the following apply.
3.1
Brinell hardness
HBW
hardness value, measured in accordance with ISO 6506-1, normally using a 10 mm diameter tungsten ball
and a force of 29,42 kN
NOTE For the purposes of this provision, ASTM E10 is equivalent to ISO 6506-1.
3.2
bubble-point pressure
p
B
pressure under which gas bubbles form in a liquid at a particular operating temperature
See Clause C.2.
3.3
burnish
process of smoothing surfaces using frictional contact between the material and some other hard pieces of
material, such as hardened steel balls
3.4
casting
metal that is obtained at or near its finished shape by the solidification of molten metal in a mould
3.5
cast iron
iron-carbon alloy containing approximately 2 % to 4 % mass fraction carbon
3.5.1
grey cast iron
cast iron that displays a grey fracture surface due to the presence of flake graphite
3.5.2
white cast iron
cast iron that displays a white fracture surface due to the presence of cementite
1) NACE International, P.O. Box 2183140, Houston, Texas 77218-8340, USA.
2) European Federation of Corrosion, available from The Institute of Materials, 1 Carlton House Terrace, London SW1Y
5DB, UK [ISBN 0-901716-95-2].
3) Society of Automotive Engineers (SAE), 400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001 USA.
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ISO 15156-2:2009(E)
3.5.3
malleable cast iron
white cast iron that is thermally treated to convert most or all of the cementite to graphite (temper carbon)
3.5.4
ductile cast iron
nodular cast iron
cast iron that has been treated while molten with an element (usually magnesium or cerium) that spheroidizes
the graphite
3.6
cementite
microstructural constituent of steels composed principally of iron carbide (Fe C)
3
3.7
cold working
cold deforming
cold forging
cold forming
deforming metal plastically under conditions of temperature and strain rate that induce strain-hardening,
usually, but not necessarily, conducted at room temperature
3.8
fitness-for-purpose
suitability for use under the expected service conditions
3.9
free-machining steel
steel to which elements such as sulfur, selenium and lead have been added intentionally to improve
machineability
3.10
lower critical temperature
temperature of a ferrous metal at which austenite begins to form during heating or at which the transformation
of austenite is completed during cooling
3.11
nitriding
case-hardening process in which nitrogen is introduced into the surface of metallic materials (most commonly
ferrous alloys)
EXAMPLES Liquid nitriding, gas nitriding, ion nitriding and plasma nitriding.
3.12
normalizing
heating a ferrous metal to a suitable temperature above the transformation range (austenitizing), holding at
temperature for a suitable time and then cooling in still air (or protective atmosphere) to a temperature
substantially below the transformation range
3.13
plastically deformed
permanently deformed by stressing beyond the limit of elasticity, i.e. the limit of proportionality of stress to
strain
3.14
pressure-containing parts
those parts whose failure to function as intended results in a release of retained fluid to the atmosphere
EXAMPLES Valve bodies, bonnets and stems.
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ISO 15156-2:2009(E)
3.15
quenched and tempered
quench hardened and then tempered
3.16
Rockwell C hardness
HRC
hardness value, measured in accordance with ISO 6508, obtained using a diamond cone indenter and a force
of 1 471 N
NOTE For the purposes of this provision, ASTM E18 is equivalent to ISO 6508-1.
3.17
shot peening
inducing compressive stresses in the surface layer of a material by bombarding it with a selected medium
(usually round steel shot) under controlled conditions
3.18
stress relieving
heating a metal to a suitable temperature, holding at that temperature long enough to reduce residual stresses,
and then cooling slowly enough to minimize the development of new residual stresses
3.19
tempering
heat treatment by heating to a temperature below the lower critical temperature, for the purpose of decreasing
the hardness and increasing the toughness of hardened steel, hardened cast iron and, sometimes, normalized
steel
3.20
tensile strength
ultimate strength
ratio of maximum load to original cross-sectional area
See ISO 6892-1.
3.21
test batch
group of items representing a production batch whose conformity with a specified requirement can be
determined by testing representative samples in accordance with a defined procedure
3.22
tubular component
cylindrical component (pipe) having a longitudinal hole, used in drilling/production operations for conveying
fluids
3.23
Vickers hardness
HV
hardness value, measured in accordance with ISO 6507-1, obtained using a diamond pyramid indenter and
one of a variety of possible applied loads
NOTE For the purposes of this provision, ASTM E92 is equivalent to ISO 6507-1.
3.24
weldment
that portion of a component on which welding has been performed, including the weld metal, the heat-affected
zone (HAZ), and the adjacent parent metal
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ISO 15156-2:2009(E)
3.25
weld metal
that portion of a weldment that has been molten during welding
3.26
wrought metal
metal in the solid condition that is formed to a desired shape by working (rolling, extruding, forging, etc.),
usually at an elevated temperature
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the abbreviated terms given in ISO 15156-1 and the following apply.
AYS actual yield strength
CLR crack length ratio
CR c-ring (test)
CSR crack surface ratio
CTR crack thickness ratio
DCB double cantilever beam (test)
FPB four-point bend (test)
HBW Brinell hardness
HIC hydrogen-induced cracking
HRC Rockwell hardness (scale C)
HSC hydrogen stress cracking
HV Vickers hardness
OCTG oil country tubular goods, i.e. casing, tubing and drill pipe
p partial pressure of H S
H S 2
2
R 0,2 % proof stress in accordance with ISO 6892-1
p0,2
SMYS specified minimum yield strength
SOHIC stress-oriented hydrogen-induced cracking
SSC sulfide stress-cracking
SWC stepwise cracking
SZC soft-zone cracking
T temperature
UNS Unified Numbering System (from SAE-ASTM, Metals and alloys in the Unified Numbering System)
UT uniaxial tensile (test)
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ISO 15156-2:2009(E)
5 Purchasing information
5.1 The preparation of material purchasing specifications can require co-operation and exchange of data
between the equipment user, the equipment supplier and the material manufacturer to ensure that the
material purchased complies with ISO 15156-1 and this part of ISO 15156.
5.2 The following information shall be provided:
⎯ preferred material types and/or grades (if known);
⎯ equipment type (if known);
⎯ reference to this part of ISO 15156;
⎯ acceptable bases for selection of materials for SSC resistance; see Clause 7;
⎯ requirements for HIC resistance; see Clause 8.
5.3 The equipment user and the equipment supplier/material manufacturer may agree that carbon or low-
alloy steels other than those described and/or listed in Annex A may be selected subject to suitable
qualification testing in accordance with Annex B and ISO 15156-1. The qualification requirements may be
extended to include resistance to SOHIC and SZC.
If the purchaser intends to make use of such agreements, extensions and qualifications, the appropriate
additional information shall be clearly indicated in the materials purchasing specification. This information may
include
⎯ requirements for SSC testing; see 7.1, 7.2,
⎯ service conditions for specific sour-service application, and
⎯ other special requirements.
5.4 Annex C describes how to calculate the H S partial pressure and Annex D gives guidance on how to
2
determine the pH-value of a fluid.
5.5 The information required for material purchasing shall be entered on suitable data sheets. Suggested
formats are given in Annex E.
6 Factors affecting the behaviour of carbon and low alloy steels in H S-containing
2
environments
The behaviour of carbon and low-alloy steels in H S-containing environments is affected by complex
2
interactions of parameters, including the following:
a) chemical composition, method of manufacture, product form, strength, hardness of the material and its
local variations, amount of cold work, heat-treatment condition, microstructure, microstructural uniformity,
grain size and cleanliness of the material;
b) H S partial pressure or equivalent concentration in the water phase;
2
c) chloride ion concentration in the water phase;
d) acidity (pH) of the water phase;
e) presence of sulfur or other oxidants;
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ISO 15156-2:2009(E)
f) exposure to non-production fluids;
g) exposure temperature;
h) total tensile stress (applied plus residual);
i) exposure time.
These factors shall be considered when using this part of ISO 15156 for the selection of materials suitable for
environments containing H S in oil and gas production systems.
2
7 Qualification and selection of carbon and low-alloy steels with resistance to SSC,
SOHIC and SZC
7.1 Option 1 — Selection of SSC-resistant steels (and cast irons) using Clause A.2
7.1.1 For p < 0,3 kPa (0,05 psi)
H S
2
The selection of materials for SSC resistance for p below 0,3 kPa (0,05 psi) is not considered in detail in
H S
2
this part of ISO 15156. Normally, no special precautions are required for the selection of steels for use under
these conditions, nevertheless, highly susceptible steels can crack. Additional information on factors affecting
susceptibility of steels and attack by cracking mechanisms other than SSC is given in 7.2.1.
7.1.2 For p W 0,3 kPa (0,05 psi)
H S
2
If the partial pressure of H S in the gas is equal to or greater than 0,3 kPa (0,05 psi), SSC-resistant steels
2
shall be selected using Clause A.2.
NOTE 1 The steels described or listed in Clause A.2 are considered resistant to SSC in oil and natural-gas production
and natural-gas treatment plants.
NOTE 2 Users concerned with the occurrence of SOHIC and/or SZC can refer to Option 2; see 7.2.2.
NOTE 3 For HIC and SWC, refer to Clause 8.
7.2 Option 2 — Selection of steels for specific sour-service applications or for ranges of
sour service
7.2.1 Sulfide stress-cracking
7.2.1.1 General
Option 2 allows the user to qualify and select materials for sulfide stress-cracking (SSC) resistance for specific
sour-service applications or for ranges of sour service.
The use of option 2 can require knowledge of both the in situ pH and the H S partial pressure and their
2
variations with time; see ISO 15156-1.
Option 2 facilitates the purchase of bulk materials, such as OCTG or line pipe, where the economic incentive
to use materials not described nor listed in Annex A outweighs the additional qualification and other costs that
can be incurred. Steels for other equipment may also be qualified. In some cases, this requires an agreement
between the supplier and the equipment user with respect to test and acceptance requirements. Such
agreements shall be documented.
Option 2 can also facilitate fitness-for-purpose evaluations of existing carbon or low-alloy steel equipment
exposed to sour-service conditions more severe than assumed in the current design.
8 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 15156-2:2009(E)
7.2.1.2 SSC regions of environmental severity
The severity of the sour environment, determined in accordance with ISO 15156-1, with respect to the SSC of
a carbon or low-alloy steel shall be assessed using Figure 1. In defining the severity of the H S-containing
2
environment, the possibility of exposure to unbuffered, condensed aqueous phases of low pH during upset
operating conditions or downtime, or to acids used for well stimulation and/or the backflow of stimulation acid
after reaction should be considered.
Key
X H S partial pressure, expressed in kilopascals
2
Y in situ pH
0 region 0
1 SSC region 1
2 SSC region 2
3 SSC region 3
NOTE 1 The discontinuities in the figure below 0,3 kPa (0,05 psi) and above 1 MPa (150 psi) partial pressure H S
2
reflect uncertainty with respect to the measurement of H S partial pressure (low H S) and the steel’s performance outside
2 2
these limits (for both low and high H S).
2
NOTE 2 Guidance on the calculation of H S partial pressure is given in Annex C.
2
NOTE 3 Guidance on the calculation of pH is given in Annex D.
Figure 1 — Regions of environmental severity
with respect to the SSC of carbon and low-alloy steels
© ISO 2009 – All rights reserved 9
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...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15156-2
Deuxième édition
2009-10-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Matériaux pour utilisation dans des
environnements contenant de
l'hydrogène sulfuré (H S) dans la
2
production de pétrole et de gaz
Partie 2:
Aciers au carbone et aciers faiblement
alliés résistants à la fissuration, et
utilisation de fontes
Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H S-
2
containing environments in oil and gas production
Part 2: Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of
cast irons
Numéro de référence
ISO 15156-2:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 15156-2:2009(F)
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de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Version française parue en 2011
Publié en Suisse
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ISO 15156-2:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 3
4 Symboles et termes abrégés . 6
5 Renseignements à fournir pour l'achat de matériaux . 7
6 Facteurs jouant sur le comportement des aciers au carbone et faiblement alliés en
milieux contenant du H S . 8
2
7 Qualification et sélection des aciers au carbone et faiblement alliés par rapport au risque
de rupture différée par H S (SSC), de décohésion interne sous contrainte (SOHIC) et de
2
fissuration des zones de plus faible dureté (SZC) . 8
8 Évaluation de la résistance des aciers au carbone et faiblement alliés à la décohésion
interne/à la fissuration en gradins (HIC/SWC) . 18
9 Marquage, étiquetage et documentation . 18
Annexe A (normative) Aciers au carbone et faiblement alliés résistants à la rupture différée par
H S (SSC) (avec exigences et recommandations pour l'utilisation des fontes) . 19
2
Annexe B (normative) Qualification des aciers au carbone et faiblement alliés pour service en
milieu H S par le biais d'essais en laboratoire . 28
2
Annexe C (informative) Détermination de la pression partielle de H S . 37
2
Annexe D (informative) Recommandations pour la détermination du pH . 39
Annexe E (informative) Informations qu'il est recommandé de fournir pour l'achat de matériaux . 44
Bibliographie . 46
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ISO 15156-2:2009(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15156-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer
pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 15156-2:2003), dont elle constitue une
révision mineure, en particulier par rapport aux éléments suivants:
l'insertion d'exigences de qualification de mode opératoire de soudage pour un soudage de
recouvrement;
l'insertion de changements aux limitations qui s'appliquent au Tableau A.1 concernant la dureté du métal
fondu;
l'insertion de normes de dureté ASTM équivalant à celles de l'ISO;
l'insertion d'un faible nombre d'autres changements techniques;
l'insertion de changements à apporter pour rendre le texte plus compréhensible et pour corriger des
erreurs éditoriales.
L'ISO 15156 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Matériaux pour utilisation dans des environnements contenant de l'hydrogène sulfuré (H S) dans la
2
production de pétrole et de gaz:
Partie 1: Principes généraux pour le choix des matériaux résistant au craquage
Partie 2: Aciers au carbone et aciers faiblement alliés résistants à la fissuration, et utilisation de fontes
Partie 3: ARC (alliages résistants à la corrosion) et autres alliages résistants à la fissuration
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 15156-2:2009(F)
Introduction
Les conséquences de la rupture soudaine des composants métalliques des champs de pétrole et de gaz
naturel, associée à leur exposition à des fluides de production contenant de l'hydrogène sulfuré (H S), ont
2
conduit à l'élaboration de la première édition de la NACE MR0175. Cette norme a été publiée en 1975
par la National Association of Corrosion Engineers (Association Nationale des Ingénieurs en Prévention de
la Corrosion), connue désormais sous l'appellation NACE International.
La première édition ainsi que les éditions suivantes de la NACE MR0175 ont établi des limites de
pression partielle de H S au-delà desquelles des mesures contre la rupture différée par H S (SSC: sulfide
2 2
stress cracking) ont toujours été jugées nécessaires. Elles ont également fourni des lignes directrices
concernant la sélection et la spécification de matériaux résistants à ce type de fissuration lors du
dépassement des seuils de H S. Des éditions plus récentes de la NACE MR0175 ont également spécifié
2
des limites de résistance pour certains matériaux métalliques résistant à la corrosion, en termes de
composition et de pH de milieu, de température et de pressions partielles de H S.
2
La Fédération Européenne de la Corrosion (EFC, European Federation of Corrosion) a publié séparément la
Publication EFC 16 en 1995 et la Publication EFC 17 en 1996. Ces documents sont généralement
complémentaires de ceux de la NACE, bien que différents dans leur objet et leur contenu.
En 2003, la publication des trois parties de l'ISO 15156 et de la NACE MR0175/ISO 15156 a été
effectuée pour la première fois. Ces documents identiques sur le plan technique ont utilisé les sources
susmentionnées pour spécifier des exigences et des recommandations concernant la qualification et la
sélection de matériaux destinés à être utilisés dans des milieux aqueux contenant de l'hydrogène sulfuré
(H S) en production de pétrole et de gaz naturel. Ils sont complétés par les méthodes d'essai de la
2
NACE TM0177 et la NACE TM0284.
La révision de la présente partie de l'ISO 15156 implique une consolidation de toutes les modifications
apportées qui ont été approuvées et publiées dans le Rectificatif technique 1, ISO 15156-2:2003/Cor.1:2005
et dans la Circulaire technique 1, ISO 15156-2:2001/Cir.1:2007(E), publiée par le Secrétariat de l'Agence de
Maintenance de l'ISO 15156, au DIN, Berlin.
Les modifications ont été élaborées et approuvées par le vote des groupes représentatifs issus de l'industrie
de production de pétrole et de gaz. La grande majorité de ces modifications sont issues des questions
soulevées par les utilisateurs des documents. Une description du processus ayant permis l'approbation de
ces modifications est disponible sur le site Web de maintenance de
l'ISO 15156 www.iso.org/iso15156maintenance.
Lorsque les experts de l'industrie de production de pétrole et de gaz les estiment nécessaires, les futures
modifications provisoires devant être apportées à la présente partie de l'ISO 15156 seront traitées de la
même manière et impliqueront des mises à jour provisoires de la présente partie de l'ISO 15156 qui se
présenteront sous la forme de Rectificatifs techniques ou de Circulaires techniques. Il convient que les
utilisateurs de la présente Norme soient conscients que de tels documents peuvent exister et qu'ils peuvent
avoir un impact sur la validité des références datées citées dans la présente partie de l'ISO 15156.
L'Agence de Maintenance de l'ISO 15156, au DIN a été créée après son approbation par le Bureau de
Gestion Technique de l'ISO communiquée dans le document 34/2007. Ce document décrit la création de
l'Agence, qui comprend des experts de la NACE, de l'EFC et de l'ISO TC 67/GT 7 ainsi que le processus
d'approbation des amendements. Il est disponible sur le site Web de maintenance de l'ISO 15156 et du
Secrétariat de l'ISO/TC 67. Le site Web permet également un accès aux documents concernés qui
fournissent plus de détails sur les activités de maintenance de l'ISO 15156.
© ISO 2009 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 15156-2:2009(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Matériaux pour
utilisation dans des environnements contenant de l'hydrogène
sulfuré (H S) dans la production de pétrole et de gaz
2
Partie 2:
Aciers au carbone et aciers faiblement alliés résistants à la
fissuration, et utilisation de fontes
AVERTISSEMENT — Les aciers au carbone et les aciers faiblement alliés, ainsi que les fontes,
sélectionnés à l'aide de la présente partie de l'ISO 15156 résistent à la fissuration dans les conditions
de service définies pour les milieux contenant de l'hydrogène sulfuré (H S) en production de pétrole et
2
de gaz, mais ils ne sont pas nécessairement insensibles à la fissuration dans toutes les conditions de
service. Il est de la responsabilité de l'utilisateur des équipements de sélectionner les aciers au
carbone et les aciers faiblement alliés, ainsi que les fontes, convenant au service prévu.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15156 spécifie des exigences et donne des recommandations concernant la
sélection et la qualification des aciers au carbone et des aciers faiblement alliés dans des équipements
utilisés pour la production de pétrole et de gaz naturel et dans des installations de traitement de gaz naturel
en milieux contenant de l'hydrogène sulfuré (H S), où toute défaillance peut présenter un risque pour la santé
2
et la sécurité du public et du personnel ou pour l'environnement. La présente partie de l'ISO 15156 peut aussi
aider à prévenir les endommagements coûteux des équipements eux-mêmes dus à la corrosion. Elle
complète, sans toutefois s'y substituer, les exigences concernant les matériaux dans les codes de
construction, normes ou autres réglementations appropriés.
La présente partie de l'ISO 15156 traite de la résistance de ces aciers aux dommages pouvant être causés par
la rupture différée par H S (SSC, sulfide stress-cracking) ainsi que des phénomènes connexes de la
2
décohésion interne sous contrainte (SOHIC, stress-oriented hydrogen-induced cracking) et de la fissuration
des zones de plus faible dureté (SZC, soft-zone cracking).
La présente partie de l'ISO 15156 traite également de la résistance de ces aciers à la décohésion interne
(HIC, hydrogen-induced cracking) et au développement possible de cette décohésion en fissuration en
gradins (SWC, stepwise cracking).
La présente partie de l'ISO 15156 ne porte que sur la fissuration. La perte de matériau par corrosion générale
(perte de masse) ou localisée n'est pas étudiée.
Le Tableau 1 donne une liste non exhaustive d'équipements relevant du domaine d'application de la présente
partie de l'ISO 15156 et comprenant une liste d'équipements pouvant en être exclus.
La présente partie de l'ISO 15156 s'applique à la qualification et à la sélection des matériaux pour les
équipements conçus et construits sur la base des critères de calcul élastiques traditionnels. Pour les calculs
utilisant des critères plastiques (les calculs fondés sur les déformations et calculs aux états limites, par
exemple), voir l'ISO 15156-1:2009 à l'Article 5.
L'Annexe A donne la liste des aciers au carbone et faiblement alliés résistants à la rupture différée par H S
2
(SSC) et elle comprend, au niveau du Paragraphe A.2.4, les exigences d'utilisation des fontes.
© ISO 2009 – Tous droits réservés 1
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ISO 15156-2:2009(F)
L'application de la présente partie de l'ISO 15156 ne convient pas nécessairement aux processus et
équipements de raffinage ou en aval.
Tableau 1 — Liste des équipements
L'ISO 15156 s'applique aux matériaux
Exclusions autorisées
utilisés avec les équipements suivants
Équipements exposés uniquement à des fluides de forage de
Équipements de forage, de construction des puits et
a
d'entretien des puits composition contrôlée
Trépans
b
Lames de cisaille de bloc d'obturation de puits (BOP)
Systèmes de tubes prolongateurs de forage
Colonnes de travail
c
Câble de travail métallique et équipement de travail au câble
Tubes de cuvelage extérieurs et intermédiaires
d
Puits, y compris les équipements de subsurface, les
Pompes à tiges de pompage et tiges de pompage
équipements à poussée de gaz (gas lift), les têtes de
Pompes submersibles électriques
puits et arbres de Noël
Autre équipement de levage artificiel
Coins
Conduites, lignes de collecte, installations de terrain et Installations de stockage et de manutention du pétrole brut
unités de traitement sur le terrain fonctionnant à une pression absolue totale inférieure à
0,45 MPa (65 psi)
Matériel de traitement des eaux Installations de traitement des eaux fonctionnant à une pression
absolue totale inférieure à 0,45 MPa (65 psi)
Matériel d'injection d'eau et de rejet d'eau
Installations de traitement du gaz naturel —
Conduites de transport de liquides, gaz et fluides Conduites de gaz conditionné pour un usage général
polyphasiques commercial et domestique
Pour tous les équipements ci-dessus Composants chargés uniquement par compression
a
Voir A.2.3.2.3 pour plus d'informations.
b
Voir A.2.3.2.1 pour plus d'informations.
c
Les lubrificateurs des câbles de travail et les dispositifs de liaison des lubrificateurs ne sont pas des exclusions autorisées.
d
Pour les pompes à tiges de pompage et les tiges de pompage, se référer à la NACE MR0176.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C,
D, E, F, G, H, K, N, T)
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
ISO 10423, Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de forage et de production — Équipement
pour têtes de puits et arbre de Noël
2 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 15156-2:2009(F)
ISO 15156-1:2009, Industries du pétrole et du gaz naturel — Matériaux pour utilisation dans des
environnements contenant de l'hydrogène sulfuré (H S) dans la production de pétrole et de gaz —
2
Partie 1: Principes généraux pour le choix des matériaux résistant au craquage
ISO 15156-3:2009, Industries du pétrole et du gaz naturel — Matériaux pour utilisation dans des
environnements contenant de l'hydrogène sulfuré (H S) dans la production de pétrole et de gaz —
2
Partie 3: ARC (alliages résistants à la corrosion) et autres alliages résistants à la fissuration
1)
ANSI NACE TM0177-05 , Laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking and stress
corrosion cracking in H S environments
2
ANSI NACE TM0284, Evaluation of pipeline and pressure vessel steels for resistance to hydrogen-induced
cracking
2 )
EFC Publications Number 16 , Guidelines on materials requirements for carbon and low alloy steels for
H S-containing environments in oil and gas production
2
3)
SAE AMS-2430P , Shot Peening, Automatic
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 15156-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
dureté Brinell
HB
valeur de dureté mesurée conformément à l'ISO 6506-1 à l'aide habituellement d'une bille de tungstène d'un
diamètre de 10 mm et d'une force de 29,42 kN
NOTE Pour les besoins de la présente disposition, l'ASTM E10 est équivalente à l'ISO 6506-1.
3.2
pression de point de bulle
p
B
pression à laquelle des bulles de gaz se forment dans un liquide à une température de service particulière
Voir l'Article C.2.
3.3
brunissage
procédé de lissage de surfaces par friction entre le matériau et certaines autres pièces en matériau dur,
comme des billes d'acier trempé
3.4
pièce moulée
pièce métallique obtenue directement à sa forme finale ou presque par la solidification de métal fondu dans
un moule
1) NACE International, P.O. Box 2183140, Houston, Texas 77218-8340, États-Unis.
2) European Federation of Corrosion, disponible auprès de l'Institute of Materials, 1 Carlton House Terrace, Londres
SW1Y 5DB, Royaume-Uni [ISBN 0-901716-95-2].
3) Society of Automotive Engineers (SAE), 400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001, États-Unis.
© ISO 2009 – Tous droits réservés 3
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ISO 15156-2:2009(F)
3.5
fonte
alliage fer-carbone contenant approximativement une fraction massique de carbone de 2 % à 4 %
3.5.1
fonte grise
fonte qui présente une surface de cassure grise en raison de la présence de graphite lamellaire
3.5.2
fonte blanche
fonte qui présente une surface de cassure blanche en raison de la présence de cémentite
3.5.3
fonte malléable
fonte blanche ayant subi un traitement thermique pour convertir la plus grande partie ou la totalité de la
cémentite en graphite (carbone de revenu)
3.5.4
fonte ductile
fonte nodulaire
fonte qui a été traitée alors qu'elle était fondue avec un élément (habituellement du magnésium ou du cérium)
qui sphéroïdise le graphite
3.6
cémentite
constituant microstructural des aciers, composé principalement de carbure de fer (Fe C)
3
3.7
écrouissage
déformation à froid
forgeage à froid
formage à froid
déformation plastique d'un métal dans des conditions de température et de vitesse de déformation entraînant
un durcissement par la déformation, s'effectuant généralement, mais non obligatoirement, à la
température ambiante
3.8
aptitude à l'emploi
adéquation à un emploi dans des conditions de service prévues
3.9
acier à usinabilité améliorée
acier auquel des éléments comme le soufre, le sélénium et le plomb ont été ajoutés volontairement pour
améliorer l'usinabilité
3.10
température A
1
pour les métaux ferreux, température du début de la formation d'austénite au chauffage ou de fin de
transformation de l'austénite au refroidissement
3.11
nitruration
processus de cémentation dans lequel de l'azote est introduit à la surface de matériaux métalliques
(habituellement des alliages ferreux)
EXEMPLES Nitruration en phase liquide, nitruration en phase gazeuse, nitruration ionique et nitruration par plasma.
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ISO 15156-2:2009(F)
3.12
normalisation
chauffage d'un alliage ferreux à une température donnée, au-dessus de la zone de transformation
(austénitisation), et maintien de cette température sur une durée appropriée, puis refroidissement en
air calme (ou dans une atmosphère protectrice) à une température considérablement plus basse que la
zone de transformation
3.13
déformé plastiquement
déformé de manière permanente par application d'une contrainte au-delà de la limite d'élasticité, c'est-à-dire
au-delà de la limite de proportionnalité entre contrainte et déformation
3.14
pièces assurant le confinement de la pression
pièces dont la défaillance au fonctionnement prévu entraîne la libération du fluide contenu dans l'atmosphère
EXEMPLES Les corps, couvercles et tiges de vannes.
3.15
trempé et revenu
durci par trempe et ensuite revenu
3.16
dureté Rockwell C
HRC
valeur de dureté, mesurée conformément à l'ISO 6508, obtenue par l'utilisation d'un dispositif d'empreinte
conique à diamant et d'une force de 1 471 N
NOTE Pour les besoins de la présente disposition, l'ASTM E18 est équivalente à l'ISO 6508-1.
3.17
grenaillage de précontrainte
génération de contraintes de compression dans la couche superficielle d'un matériau en le bombardant avec
un moyen approprié (habituellement de la grenaille d'acier ronde) et dans des conditions contrôlées
3.18
détensionnement
chauffage d'un métal à une température appropriée, suivi d'un maintien suffisamment long pour réduire les
contraintes résiduelles, puis d'un refroidissement suffisamment lent pour réduire le plus possible le
développement de nouvelles contraintes résiduelles
3.19
revenu
traitement thermique par chauffage à une température inférieure à la température A , dans le but de réduire la
1
dureté et d'augmenter la résilience de l'acier trempé, de la fonte trempée et quelquefois de l'acier normalisé
3.20
résistance à la rupture
résistance ultime
rapport de charge maximale à la section initiale
Voir l'ISO 6892-1.
3.21
lot d'essai
groupe d'éléments représentant un lot de production dont la conformité à une exigence spécifiée peut être
déterminée par des essais sur des échantillons représentatifs et selon une procédure définie
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ISO 15156-2:2009(F)
3.22
composant tubulaire
composant cylindrique (tuyau) doté d'un trou longitudinal, utilisé dans des opérations de forage/production
pour faire circuler des fluides
3.23
dureté Vickers
HV
valeur de dureté, mesurée conformément à l'ISO 6507-1, obtenue à l'aide d'un dispositif d'empreinte à pointe
de diamant et d'une charge appliquée choisie parmi plusieurs charges possibles
NOTE Pour les besoins de la présente disposition, l'ASTM E92 est équivalente à l'ISO 6507-1.
3.24
soudure
partie d'un composant soudé comprenant le cordon de soudure, la zone affectée thermiquement (ZAT) et le
métal de base adjacent
3.25
cordon de soudure
partie de la soudure qui a été fondue durant le soudage
3.26
métal corroyé
métal façonné par déformation à l'état solide, en général à chaud (laminage, extrusion, forgeage, etc.)
4 Symboles et termes abrégés
Pour les besoins du présent document, les abréviations données dans l'ISO 151156-1 ainsi que les suivantes
s'appliquent.
AYS limite d'élasticité conventionnelle réelle (actual yield strength)
CLR longueur de fissure normalisée (crack length ratio)
CR essai sur éprouvette en C (C-ring)
CSR surface de fissure normalisée (crack surface ratio)
CTR épaisseur de fissure normalisée (crack thickness ratio)
DCB essai en double poutre (double cantilever beam)
FPB essai de flexion à quatre points (four-point bend)
HB dureté Brinell (Brinell hardness)
HIC décohésion interne (hydrogen-induced cracking)
HRC dureté Rockwell (échelle C) [Rockwell hardness (scale C)]
HSC rupture différée par l'hydrogène (hydrogen stress cracking)
HV dureté Vickers (Vickers hardness)
OCTG tubes verticaux (oil country tubular goods), à savoir cuvelage, tubage et tige de forage
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ISO 15156-2:2009(F)
p pression partielle d'hydrogène sulfuré (H S)
2
H S
2
R limite d'élasticité conventionnelle à 0,2 % d'allongement, conformément à l'ISO 6892-1
p0,2
SMYS limite d'élasticité garantie du grade (specified minimum yield strength)
SOHIC décohésion interne sous contrainte (stress-oriented hydrogen-induced cracking)
SSC rupture différée par H S (sulfide stress-cracking)
2
SWC fissuration en gradins (stepwise cracking)
SZC fissuration des zones de plus faible dureté (soft-zone cracking)
T température
UNS système de numérotation unifié (Unified Numbering System) (issu de SAE-ASTM, Metals and alloys
in the Unified Numbering System)
UT traction uniaxiale (essai) (uniaxial tensile)
5 Renseignements à fournir pour l'achat de matériaux
5.1 La préparation des spécifications pour l'achat de matériaux peut nécessiter la coopération et des
échanges de données entre l'utilisateur de l'équipement, le fournisseur de l'équipement et le fabricant de
matériaux afin de garantir que les matériaux achetés répondent aux exigences de l'ISO 15156-1 et de la
présente partie de l'ISO 15156.
5.2 Les renseignements suivants doivent être fournis:
préférence pour des types et/ou grades de matériaux (s'ils sont connus),
type d'équipement (s'il est connu),
une référence à la présente partie de l'ISO 15156,
bases d'acceptation pour la sélection de matériaux résistant à la rupture différée par H S (SSC) (voir
2
l'Article 7),
exigences pour la résistance à la décohésion interne (HIC) (voir l'Article 8).
5.3 L'utilisateur de l'équipement et le fournisseur de l'équipement et/ou le fabricant de matériaux
peuvent convenir que des aciers au carbone ou faiblement alliés autres que les matériaux préqualifiés
figurant à l'Annexe A soient sélectionnés, sous couvert d'essais de qualification appropriés, conformément à
l'Annexe B et à l'ISO 15156-1. Les exigences de qualification peuvent être étendues pour inclure la résistance
à la décohésion interne sous contrainte (SOHIC) et à la fissuration des zones de plus faible dureté (SZC).
Si l'acheteur à l'intention de faire usage de tels accords, extensions et qualifications, les informations
complémentaires appropriées doivent être clairement indiquées dans la spécification de commande des
matériaux. Ces informations peuvent inclure les points suivants:
des exigences pour les essais de rupture différée par H S (SSC), voir le 7.1 et le 7.2,
2
des conditions de service pour une application de service H S particulière, et
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d'autres exigences particulières.
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ISO 15156-2:2009(F)
5.4 L'Annexe C décrit la manière de calculer la pression partielle de H S et l'Annexe D donne des
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indications pour déterminer la valeur de pH d'un fluide.
5.5 Les renseignements requis pour l'achat de matériaux doivent être indiqués dans les fiches techniques
appropriées. Des exemples de formats sont indiqués à l'Annexe E.
6 Facteurs jouant sur le comportement des aciers au carbone et faiblement alliés
en milieux contenant du H S
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Le comportement des aciers au carbone et faiblement alliés en milieux contenant de l'hydrogène sulfuré (H S)
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est affecté par des interactions complexes entre les paramètres suivants:
a) composition chimique, méthode de fabrication, forme du produit, résistance, dureté du matériau et ses
variations locales, quantité d'écrouissage, conditions de traitement thermique, microstructure, uniform
...
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