ISO 15156-1:2009
(Main)Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production — Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials
Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas production — Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials
ISO 15156-1:2009 describes general principles and gives requirements and recommendations for the selection and qualification of metallic materials for service in equipment used in oil and gas production and in natural-gas sweetening plants in H2S-containing environments, where the failure of such equipment can pose a risk to the health and safety of the public and personnel or to the environment. ISO 15156-1:2009 can be applied to help to avoid costly corrosion damage to the equipment itself. It supplements, but does not replace, the materials requirements given in the appropriate design codes, standards or regulations. ISO 15156-1:2009 addresses all mechanisms of cracking that can be caused by H2S, including sulfide stress cracking, stress corrosion cracking, hydrogen-induced cracking and stepwise cracking, stress-oriented hydrogen-induced cracking, soft zone cracking and galvanically induced hydrogen stress cracking. A non-exhaustive list is provided of equipment to which ISO 15156-1:2009 is applicable, together with permitted exclusions. ISO 15156-1:2009 applies to the qualification and selection of materials for equipment designed and constructed using conventional elastic design criteria. ISO 15156-1:2009 is not necessarily applicable 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 1: Principes généraux pour le choix des matériaux résistant au craquage
L'ISO 15156-1:2009 décrit les principes d'ordre général, spécifie des exigences et donne des recommandations concernant la sélection et la qualification de matériaux métalliques destinés à être exposés à des milieux contenant de l'hydrogène sulfuré (H2S), dans les équipements utilisés en production de pétrole et de gaz ainsi que dans les installations de traitement du gaz naturel, lorsqu'une rupture d'un équipement peut présenter un risque pour la santé et la sécurité du public et du personnel ou pour l'environnement. L'ISO 15156-1:2009 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 15156-1:2009 traite de tous les mécanismes de fissuration pouvant être induits par l'hydrogène sulfuré, à savoir la rupture différée par H2S, la corrosion fissurante sous contrainte, la décohésion interne et la fissuration en gradins, la décohésion interne sous contrainte, la fissuration des zones de plus faible dureté et la rupture différée par l'hydrogène induite par couplage galvanique. Elle donne une liste non exhaustive des 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 15156-1:2009 ne convient pas nécessairement aux processus et équipements de raffinage ou en aval.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15156-1
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 1:
General principles for selection of
cracking-resistant materials
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
Reference number
ISO 15156-1:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 15156-1:2009(E)
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Published in Switzerland
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ISO 15156-1:2009(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.2
3 Terms and definitions .3
4 Abbreviated terms .6
5 General principles .6
6 Evaluation and definition of service conditions to enable material selection.7
7 Selection of materials, resistant to SSC/SCC in the presence of sulfides, from existing
lists and tables.7
8 Qualification of materials for H S service.7
2
9 Report of the method of selection or qualification .9
Bibliography.10
© ISO 2009 – All rights reserved iii
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ISO 15156-1:2009(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 15156-1 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 15156-1:2001), of which it constitutes a minor
revision, specifically by the following:
⎯ inclusion of changes to Table 1 in line with the version shown in ISO 15156-2 and ISO 15156-3;
⎯ inclusion of changes to Clause 5 to make clearer the roles of those involved in the selection and supply
and use of materials;
⎯ replacement of the term “pre-qualified material”.
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 15156-1:2009(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 15156-1:2001/Cor.1:2005 and by the Technical Circular 1,
ISO 15156-1:2001/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 15156-1:2009(E)
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
WARNING — Metallic materials selected using ISO 15156 are resistant to cracking in defined
H S-containing environments in oil and gas production but not necessarily immune to cracking under
2
all service conditions. It is the equipment user's responsibility to select materials suitable for the
intended service.
1 Scope
This part of ISO 15156 describes general principles and gives requirements and recommendations for the
selection and qualification of metallic materials for service in equipment used in oil and gas production and in
natural-gas sweetening plants in H S-containing environments, where the failure of such equipment can pose
2
a risk to the health and safety of the public and 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 given in the appropriate design codes, standards or regulations.
This part of ISO 15156 addresses all mechanisms of cracking that can be caused by H S, including sulfide
2
stress cracking, stress corrosion cracking, hydrogen-induced cracking and stepwise cracking, stress-oriented
hydrogen-induced cracking, soft zone cracking and galvanically induced hydrogen stress cracking.
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.
This part of ISO 15156 is not necessarily applicable to equipment used in refining or downstream processes
and equipment.
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ISO 15156-1:2009(E)
Table 1 — List of equipment
ISO 15156-1 is applicable to materials used for the Permitted exclusions
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
Flowlines, 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 ISO 15156-2:2009, A.2.3.2.3 for more information.
b
See ISO 15156-2:2009, 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 15156-2:2009, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H S-containing environments
2
in oil and gas production — Part 2: Cracking-resistant carbon and low alloy steels, and the use of cast irons
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
2 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 15156-1:2009(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
blowout preventer
BOP
mechanical device capable of containing pressure, used for control of well fluids and drilling fluids during
drilling operations
3.2
braze, verb
join metals by flowing a thin layer (of capillary thickness) of a lower-melting-point non-ferrous filler metal in the
space between them
3.3
carbon steel
alloy of carbon and iron containing up to 2 % mass fraction carbon and up to 1,65 % mass fraction
manganese and residual quantities of other elements, except those intentionally added in specific quantities
for deoxidation (usually silicon and/or aluminium)
NOTE Carbon steels used in the petroleum industry usually contain less than 0,8 % mass fraction carbon.
3.4
christmas tree
equipment at a wellhead for the control of fluid production or injection
3.5
cold work, verb
deform metal plastically under conditions of temperature and strain rate that induce strain hardening, usually,
but not necessarily, conducted at room temperature
3.6
corrosion-resistant alloy
CRA
alloy intended to be resistant to general and localized corrosion of oilfield environments that are corrosive to
carbon steels
3.7
ferrite
body-centred cubic crystalline phase of iron-based alloys
3.8
ferritic steel
steel whose microstructure at room temperature consists predominantly of ferrite
3.9
hardness
resistance of metal to plastic deformation, usually measured by indentation
3.10
heat-affected zone
HAZ
that portion of the base metal that is not melted during brazing, cutting, or welding, but whose microstructure
and properties are altered by the heat of these processes
© ISO 2009 – All rights reserved 3
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ISO 15156-1:2009(E)
3.11
heat treatment
heating and cooling a solid metal or alloy in such a way as to obtain desired properties
NOTE Heating for the sole purpose of hot working is not considered heat treatment.
3.12
hydrogen-induced cracking
HIC
planar cracking that occurs in carbon and low alloy steels when atomic hydrogen diffuses into the steel and
then combines to form molecular hydrogen at trap sites
NOTE Cracking results from the pressurization of trap sites by hydrogen. No externally applied stress is required for
the formation of hydrogen-induced cracks. Trap sites capable of causing HIC are commonly found in steels with high
impurity levels that have a high density of planar inclusions and/or regions of anomalous microstructure (e.g. banding)
produced by segregation of impurity and alloying elements in the steel. This form of hydrogen-induced cracking is not
related to welding.
3.13
hydrogen stress cracking
HSC
cracking that results from the presence of hydrogen in a metal and tensile stress (residual and/or applied)
NOTE HSC describes cracking in metals that are not sensitive to SSC but which can be embrittled by hydrogen when
galvanically coupled, as the cathode, to another metal that is corroding actively as an anode. The term “galvanically
induced HSC” has been used for this mechanism of cracking.
3.14
low-alloy steel
st
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15156-1
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 1:
Principes généraux pour le choix des
matériaux résistant au craquage
Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H S-
2
containing environments in oil and gas production
Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials
Numéro de référence
ISO 15156-1:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 15156-1:2009(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tel. + 41 22 749 01 11
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Web www.iso.org
Version française parue en 2011
Publié en Suisse
ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 15156-1:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 3
4 Termes abrégés . 6
5 Principes généraux . 6
6 Évaluation et définition des conditions de service en vue de la sélection des matériaux . 7
7 Sélection des matériaux, résistants à la SSC/à la SCC, en présence de sulfures, à partir
des listes et tableaux existants . 8
8 Qualification de matériaux pour service H S . 8
2
9 Rapport de la méthode de sélection ou de qualification . 10
Bibliographie . 12
© ISO 2009 – Tous droits réservés iii
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ISO 15156-1:2009(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 15156-1 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 15156-1:2001), dont elle constitue une
révision mineure, en particulier par rapport aux éléments suivants:
l'insertion de modifications dans le Tableau 1 en accord avec la version présentée dans l'ISO 15156-2 et
l'ISO 15156-3,
l'insertion de modifications à l'Article 5 pour mieux expliquer les rôles des utilisateurs dans le cadre de la
sélection, de la fourniture et de l'utilisation des matériaux,
le remplacement de l'expression «matériau pré-qualifié».
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 15156-1:2009(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 stress
2 2
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 des limites de résistance pour
2
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 NACE
2
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 15156-1:2001/Cor.1:2005
et dans la Circulaire technique 1, ISO 15156-1:2001/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.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15156-1:2009(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 1:
Principes généraux pour le choix des matériaux résistant au
craquage
AVERTISSEMENT — Les matériaux métalliques sélectionnés en utilisant 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 de gaz, mais ils ne sont pas nécessairement insensibles à la
2
fissuration en toutes conditions de service. Il est de la responsabilité de l'utilisateur des équipements
de sélectionner des matériaux convenant au service voulu.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15156 décrit les principes d'ordre général, spécifie des exigences et donne des
recommandations concernant la sélection et la qualification de matériaux métalliques destinés à être exposés
à des milieux contenant de l'hydrogène sulfuré (H S), dans les équipements utilisés en production de pétrole
2
et de gaz ainsi que dans les installations de traitement du gaz naturel, lorsqu'une rupture d'un équipement
peut présenter un risque pour la santé 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 tous les mécanismes de fissuration pouvant être induits par
l'hydrogène sulfuré, à savoir la rupture différée par H S, la corrosion fissurante sous contrainte, la décohésion
2
interne et la fissuration en gradins, la décohésion interne sous contrainte, la fissuration des zones de plus
faible dureté et la rupture différée par l'hydrogène induite par couplage galvanique.
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.
L'application de la présente partie de l'ISO 15156 ne convient pas nécessairement aux processus et
équipements de raffinage ou en aval.
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ISO 15156-1:2009(F)
Tableau 1 — Liste des équipements
L'ISO 15156-1 s'applique aux matériaux Exclusions autorisées
utilisés avec les équipements suivants
Équipements de forage, de construction des puits et Équipements exposés uniquement à des fluides de forage
a
d'entretien des puits
de composition contrôlée
Trépans
b
Lames de cisaille de bloc d'obturation de puits (BOP)
Systèmes de tubes prolongateurs de forage
Colonnes de travail
Câble de travail métallique et équipement de travail au
c
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 puits
Pompes submersibles électriques
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 l'ISO 15156-2:2009, A.2.3.2.3 pour plus d'informations.
b
Voir l'ISO 15156-2:2009, 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 à 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 (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 15156-2:2009, 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 — Partie 2:
2
Aciers au carbone et aciers faiblement alliés résistants à la fissuration, et utilisation de fontes
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 — Partie 3:
2
ARC (alliages résistants à la corrosion) et autres alliages résistants à la fissuration
2 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 15156-1:2009(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
bloc d'obturation de puits
BOP
dispositif mécanique capable de confiner la pression, utilisé pour contrôler les fluides de puits et les fluides de
forage lors des opérations de forage
3.2
braser
assembler des métaux par insertion entre ces métaux d'une mince couche fondue (d'épaisseur capillaire) d'un
métal d'apport non ferreux et de point de fusion inférieur
3.3
acier au carbone
alliage de carbone et de fer contenant un pourcentage maximal de 2 % de fraction massique de carbone et de
1,65 % de fraction massique de manganèse ainsi que des quantités résiduelles d'autres éléments, à
l'exception de ceux ajoutés délibérément en quantités spécifiques pour désoxydation (généralement du
silicium et/ou de l'aluminium)
NOTE Les aciers au carbone utilisés dans l'industrie du pétrole contiennent généralement moins de 0,8 % de fraction
massique de carbone.
3.4
arbre de Noël
équipement au niveau de la tête de puits permettant de contrôler la production ou l'injection de fluide
3.5
écrouir
déformer de manière plastique un métal dans des conditions de température et de vitesse de déformation
entraînant un durcissement par déformation, s'effectuant généralement, mais pas obligatoirement, à
température ambiante
3.6
alliage résistant à la corrosion
ARC
alliage utilisé pour sa résistance à la corrosion, générale et localisée, dans des milieux pétroliers corrodant les
aciers au carbone
3.7
ferrite
phase cristalline cubique centrée d'alliages ferreux
3.8
acier ferritique
acier dont la microstructure à température ambiante se compose essentiellement de ferrite
3.9
dureté
résistance d'un métal à la déformation plastique, généralement mesurée à l'aide d'une empreinte
© ISO 2009 – Tous droits réservés 3
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ISO 15156-1:2009(F)
3.10
zone affectée thermiquement
ZAT
partie du métal de base non fondue lors du brasage, du découpage ou du soudage mais dont la
microstructure et les propriétés sont modifiées par la chaleur due à ces différents procédés
3.11
traitement thermique
opérations de chauffage et de refroidissement d'un métal ou d'un alliage solide de manière à obtenir les
propriétés souhaitées
NOTE Le chauffage dans le seul but d'une déformation à chaud n'est pas considéré comme un traitement thermique.
3.12
décohésion interne
HIC
fissuration plane des aciers au carbone et des aciers faiblement alliés lors de la diffusion de l'hydrogène dit
«atomique» en solution dans l'acier, puis de sa combinaison pour former de l'hydrogène moléculaire sur des
sites de piégeage
NOTE La fissuration est due à la pressurisation des pièges par l'hydrogène. La formation de décohésions internes ne
requiert l'application d'aucune contrainte extérieure. Les pièges pouvant engendrer une décohésion interne se rencontrent
généralement dans les aciers présentant des niveaux d'impureté élevés et une densité élevée d'inclusions et/ou régions
planes de microstructure anormale (par exemple structure en bandes), dues à la ségrégation des impuretés et éléments
d'alliage dans l'acier. Cette forme de fragilisation par l'hydrogène n'a aucun rapport avec le soudage.
3.13
rupture différée par l'hydrogène
HSC
fissuration due à la présence d'hydrogène dans un métal et à une contrainte de traction (résiduelle et/ou
appliquée)
NOTE La rupture différée par l'hydrogène définit la fissuration des métaux non sensibles à la rupture différée par H S
2
(SSC), mais qui peuvent être fragilisés par l'hydrogène lorsqu'ils sont couplés galvaniquement en tant que cathode à un
autre métal se corrodant en tant qu'anode. Le terme de «rupture différée par l'hydrogène induite par couplage galvanique»
est alors utilisé pour ce mécanisme de fissuration.
3.14
acier faiblement allié
acier dont la teneur totale en élément d'alliage ne dépasse pas 5 % de fraction massique environ mais est
supérieure à celle définie pour l'acier au carbone
3.15
microstructure
structure d'un métal observée par examen microscopique d'une éprouvette convenablement préparée
3.16
pression partielle
pression qu'exercerait un constituant individuel d'un gaz s'il occupait seul, à la même température, tout le
volume offert au mélange
NOTE Pour un mélange de gaz parfaits, la pression partielle de chaque constituant est égale à la pression totale
multipliée par sa fraction molaire dans le mélange, sa fraction molaire étant égale à la fraction volumique du constituant.
3.17
contrainte résiduelle
contrainte s'exerçant sur un composant non soumis à des forces extérieures ou à des gradients thermiques
4 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 15156-1:2009(F)
3.18
fissuration des zones de plus faible dureté
SZC
forme de rupture différée par H S (SSC) pouvant se produire lorsqu'un acier comporte une zone locale de
2
faible dureté correspondant localement à un matériau de plus faible limite d'élasticité
NOTE Sous l'effet des contraintes en service, les zones de faible dureté peuvent subir et accumuler
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.