황화수소 함유 제품 취급용 원심 펌프 재료

Jul 30, 2023

미량이라도 황화수소(H2S)와 제품에 물이 존재하면 원심 펌프 생산에 사용되는 표준 재료에서 황화물 응력 균열(SSC) 및 수소 유발 균열(HIC)이 발생할 수 있습니다.

이러한 균열은 부품의 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다. SSC 및 HIC를 제어하기 위한 적절한 재료 선택은 NACE(National Association of Corrosion Engineers) 표준 MR0103 및 MR0175에 설명되어 있습니다. 이 문서에서는 H2S 서비스의 펌프용 습식 부품 제작에 사용되는 표준 재료를 설정합니다. 일반적으로 사용되는 재료는 선택한 재료의 경도와 강도를 줄여야 합니다.

다른 재료도 허용될 수 있지만 나열된 재료는 모든 API 610 재료 등급에 적합합니다. 습식 및 건식 H2S의 차이는 물의 존재 여부에 따라 결정됩니다.

제품에 존재할 수 있는 습식 H2S의 양과 존재하는 양이 NACE 표준을 적용하는지 여부를 지정하는 것은 사용자의 책임입니다. 경도 및 강도가 감소된 재료가 지정된 경우 필요한 재료는 NACE MR0103 또는 NACE MR0175를 따릅니다.

경도가 감소된 재료가 필요한지 지정하는 것은 구매자의 책임이지만 황화물 응력 부식 균열에 저항하는 재료를 요구하려면 소량의 H2S라도 충분합니다.

경도가 감소된 재료가 필요한지 여부에 대해 의문이 있는 경우 장비의 고장 가능성을 방지하기 위해 안전 장치로 사용해야 합니다.

NACE MR0103 또는 MR0175는 다른 작업에 적용됩니다. NACE MR0103은 정유소, 액화천연가스(LNG) 플랜트, 화학 플랜트에 적용됩니다. NACE MR0103은 잠재적으로 황화물 응력 부식 균열이 발생할 수 있는 재료에 적용됩니다.

NACE MR0175는 석유 및 가스 생산 시설과 천연가스 감미 공장에서 황화물 및 염화물 응력 부식 균열이 발생할 가능성이 있는 재료에 적용됩니다.

NACE MR0103 또는 NACE MR0175에 포함되지 않는 경도 감소 철 재료는 항복 강도가 평방 인치당 90,000파운드(psi) 이하여야 하고 경도는 HRC(Hardness Rockwell C) 22(234 Brinell Hardness Number[BHN])보다 크지 않아야 합니다. 용접으로 제작된 부품은 필요한 경우 용접 후 열처리를 거쳐 용접부와 열 영향부 모두 항복 강도 및 경도 요구 사항을 충족해야 합니다.

최소한 다음 구성 요소에는 경도가 감소된 재료가 제공되어야 합니다.

디퓨저 및 내부 케이스 어셈블리와 같이 압축 상태에 있는 이중 케이싱 펌프 내부 케이싱 부품은 압력 케이싱 부품으로 간주되지 않습니다.

축 방향으로 분할된 케이싱(예: API 610 BB1 및 BB3)이 있는 펌프의 케이싱 볼트 체결은 젖은 것으로 간주되지 않습니다.

완전 경화된 재생 가능 임펠러 웨어 링은 경도가 HRC 22(234 BHN)보다 커서는 안 됩니다. 기판 및 전이 영역의 경도가 HRC 22(234 BHN) 이하인 경우 하드 코팅되거나 표면 경화된 재생 가능한 임펠러 마모 링을 사용할 수 있습니다.

임펠러의 일체형 마모 표면은 모재 재료 경도가 HRC 22(234 BHN)보다 크지 않은 경우 재생 가능한 임펠러 마모 링을 제공하는 대신 적절한 코팅을 적용하여 표면 경화되거나 강화될 수 있습니다. 모든 소재 등급에서 가공성을 향상시키기 위해 납이나 황과 같은 합금 원소를 포함하는 변형은 허용되지 않습니다.

API 재료 클래스 S-4의 마모 부품에는 주철이 허용됩니다. 이 재료의 공통 표준은 미국 재료 시험 협회(ASTM) A48 클래스 30 및 CIass 40입니다.

API 클래스 S-5 및 S-6에는 Ni-저항 마모 링을 사용할 수 있습니다. Ni-resist가 지정된 경우 고정 마모 부품에는 ASTM A436 Type 1을 사용하고 회전 부품에는 ASTM A436 Type 2를 사용합니다. Ni 저항 부품은 차압이 350psi보다 큰 곳에서는 사용하면 안 됩니다.

탄소강은 허용되지만 RC22(248 BHN)의 경도 요구 사항을 충족해야 하며 용접 크기에 관계없이 용접 후 응력 완화가 필요합니다. 표준 재료 등급은 ASTM A216 Gr입니다. WCB. 일반적으로 탄소강 스톡 바는 낮은 경도 요구 사항으로 인해 대부분의 응용 분야에서 작동하지 않을 정도로 낮은 수준으로 강도가 감소하기 때문에 허용되지 않습니다. 강도가 중요하지 않은 경우에는 경도 및 용접후열처리(PWHT) 용접 요건을 충족하는 한 사용할 수 있습니다.