サワーサービス溶接WPS PQRバイヤーガイド：NACE MR0175硬さ

なぜ重要か

サワーサービス（湿潤H2Sを含むプロセス流）は、炭素鋼および低合金鋼を硫化物応力割れ（SSC）にさらします。NACE MR0175 / ISO 15156は、化学組成、硬さ、熱処理、溶接を制限して材料がSSCに耐えられるようにするグローバルルールブックです。サワーサービス向けの管継手やフランジでは、購入者は母材だけでなく溶接施工要領書（WPS）および溶接施工認定記録（PQR）を管理する必要があります。このサワーサービス溶接ガイドでは、22 HRC硬さ制限とその確認方法を含むWPS / PQR管理について説明します。

サワーサービス溶接管理（WPS、PQR、硬さトラバース、NACE MR0175参照）の特定こそが、継手の発注書をH2S対応にするものです。

ステップバイステップのWPS / PQR管理

1. 発注書にNACE MR0175 / ISO 15156を明記する。 部品番号を引用：-1（一般）、-2（炭素鋼および低合金鋼）、-3（耐食合金）。プロジェクト仕様が参照するエディションの年を追加。

2. 硬さ制限。 すべてのMR0175バリアントは、炭素鋼および低合金鋼の母材に最大22 HRCを適用します。溶接部および熱影響部（HAZ）は、MR0175-2の表に文書化されたビッカース硬さ制限に制約されます。炭素鋼の溶接金属およびHAZの一般的な最大値は250 HV 10です。

3. PQR硬さ調査。 熱応力除去以外の管理を使用する炭素鋼の施工認定には、溶接部、HAZ、母材を横切る硬さトラバースを含める必要があり、規格の調査図に従ってHV 10、HV 5、またはHR15Nを使用して実施します。硬さデータがない場合、PQRはサワーサービスに無効です。

4. PWHT（溶接後熱処理）。 PWHTは、炭素鋼のHAZ硬さを22 HRC未満にする最も信頼性の高い方法です。ASME IXおよびB31.3は時間-温度を示します。P-No.1炭素鋼の場合、通常595～650°Cで1時間/インチ保持。PQRは実際の温度を記録します。

5. WPSの必須変数。 購入者はWPSで以下を確認する必要があります：母材のPナンバー、溶加材の分類（例：低水素用E7018-H4R）、予熱（炭素鋼で通常100～150°C）、パス間温度制限（≤250°C）、入熱範囲、PWHTサイクル。

6. 溶加材の管理。 低水素系消耗品のみ。水素の取り込みは、サワーサービスでの水素誘起割れのリスクがあります。

7. 製品硬さチェック。 各製品溶接部（またはヒートごとのサンプル）は硬さチェックが必要で、通常はビッカースHV 10トラバースまたは校正ブロックを使用したASTM A1038に準拠した表面UCIによります。

8. シャルピー衝撃。 厳密にはSSC要件ではありませんが、サワーサービスは低温と組み合わされることが多いため、発注書にシャルピーVノッチ試験温度とエネルギーを明記します。

購入者のよくある間違い

• PQRの「22 HRC」を母材のみと解釈し、HAZのビッカース硬さ制限を無視する。
• 調査にHRCを使用したPQRを受け入れる（規格はHV 10、HV 5、またはHR15Nを要求）。
• 高入熱溶接（大きなウィーブ）を許可し、硬さ制限を超える粗大なHAZを生成する。
• 低水素系消耗品と保管管理（ロッドオーブン>120°C）の指定を忘れる。
• 厚肉炭素鋼溶接部のPWHTを省略し、その後HAZ硬さ調査に不合格となる。

購入者チェックリスト

• [ ] 発注書がNACE MR0175 / ISO 15156-1および-2をエディション年とともに参照している
• [ ] 母材最大22 HRC、溶接部+HAZ最大250 HV 10が明記されている
• [ ] PQR硬さトラバース方法がMR0175（HV 10 / HV 5 / HR15N）に準拠している
• [ ] PWHTサイクルが該当する場合に明記されている
• [ ] WPSの予熱、パス間温度、入熱範囲が制限内にある
• [ ] 低水素溶加材の分類が記載されている
• [ ] 製品硬さのサンプル計画が合意されている
• [ ] 必要な場合にシャルピー温度+エネルギーが明記されている

発注書サンプル条項

「耐圧継手のすべての溶接部は、ANSI/NACE MR0175 / ISO 15156-2（最新版）に準拠するものとする。PQRには、規格の調査レイアウトに従い、溶接部、HAZ、母材を横切るビッカースHV 10硬さトラバースを含め、最大250 HV 10とする。母材は最大22 HRC。PWHTは、ASME B31.3表331.1.1に従い、P-No.1母材で肉厚19 mm超の場合に必須とする。溶加材は低水素系とし、H4以下に管理する。」

サワーサービス向けの当社のseamless butt-welding pipe fittingsは、PQR/WPSファイルとビッカーストラバースレポートを添付して出荷されます。対応するforged flangesには硬さマッピングが含まれています。サワーサービス仕様については、inquiry portalからご相談いただくか、certificates libraryからサンプルレポートをダウンロードしてください。

出典

• NACE MR0175 / ISO 15156-1 reference PDF: https://www.octalsteel.com/wp-content/uploads/2017/10/NACE-MR0175-ISO15156-specification.pdf
• ANSI/NACE MR0175 / ISO 15156-1:2015: https://farsi.msrpco.com/wp-content/uploads/2019/05/standard-nace-mr0175.pdf
• Valve Magazine NACE MR0175 explainer: https://www.valvemagazine.com/articles/nace-mr0175iso-15156
• Gilbert Industries CRA selection guide: https://www.gilbertindustries.com/solutions-for-corrosion/nace-mr0175-guidelines-for-corrosion-resistant-materials/
• SSM Alloys MR0175 H2S environment guide: https://ssmalloys.com/nace-mr0175-iso-15156/