[Material] Wet Sour Service 정리 (Wet H2S)

Wet Sour Service 정리 (Wet H2S)

 

1. H2S Wet Sour (Wet H2S) Service의 문제점

H2S Wet Sour (Wet H2S) Service Corrosion 및 Cracking이 모두 발생할 수 있으므로 주의해야 한다.

 

 

2. Corrosion과 Cracking의 차이

1) Corrosion (부식)

- 금속이 그 표면에서 화학적 또는 전기적으로 산화 또는 변질되어 가는 것

- 고온, 산성일 때 부식되는 양이 커진다.

- Corrosion Allowance를 줌으로써 부식에 대해서 예방 보호한다.

 

2) Cracking (균열)

- 균열이 생기는 것으로 찢어진다고 표현하면 이해하기 쉽다.

- Corrosion Allowance로 해결이 안되며, 애초에 균열이 생기지 않아야 한다.

 

 

3. Wet H2S Service로 인한 Cracking의 종류

1) HIC (Hydrogen Induced Cracking)

2) SSCC (Sulfide Stress Corrosion Cracking)

 

 

4. Cracking 과정 (HIC & SSCC)

1) Wet H2S Service 유입으로 수소 발생 (Fe + H2S -> FeS + 2H)

 

2) 발생된 수소원자가 금속 내 침투 (수소 원자는 크기가 작으므로 침투가 가능)

 

3-1) HIC

금속내의 빈공간에서 H2분자 형성되고 크기가 큰 분자들이 쌓이면서 균열 발생

 

3-2) SSCC

금속 내부의 안정된 고리 결합에 수소이온이 침투하여 불안정한 고리를 형성되며 이로 인해 Hardness가 상승한다. 높아진 Hardness 상태에서 Stress가 주어지게 되면 균열 발생

 

 

5. HIC와 SSCC의 해결책

1) HIC

- Killed 강 사용

- Ca 첨가 (황하물을 구상화)

- HIC Test

- Normalizing

- Coating & Inhibitor 사용

 

2) SSCC

- 강도조절 (저장력강 사용)

- 열처리 실시 (주로 Normalizing 적용)

- PWHT

 

6. Wet H2S Service 관련 CODE

1) NACE Code (National Association of Corrosion Engineers)

 

2) NACE는 아래와 같이 구성됨.

- NACE MR (Material Requirement)

- NACE TM (Test Method)

- NACE RP (Recommend Practice)

 

3) NACE에서는 H2S가 50ppm 이상 함유하고 있으면 H2S Environment로 분류

 

4) NACE Code 종류

- NACE MR 0175

H2S Environment에서 Sulfide Stress Corrosion Cracking (SSCC)에 대한 저항성을 가진 Material을 서정하기 위한 Code

- NACE MR 0103

Material Resistant to SSC에 저항성을 가진 Material을 선정하기 위한 Code

 

5) NACE Requirement

- Material Component의 제한 (C, Ni, S)

- Hardness의 제한 (HRC 22 Max)

- PWHT 실시

 

6) Test Method

- HIC : NACE TM 0284 (Seamless Pipe, Casting, Forging에는 미적용)

- SSC : NACE TM 0177 or ASTM A370 Four Point Bend Test도 허용