What materials are required for H₂S sour service in Saudi Aramco projects?

Saudi Aramco sour service requirements are governed by SAES-L-133 for piping and NACE MR0175 / ISO 15156 for material qualification. For carbon steel pipe, API 5L PSL2 with supplementary HIC testing per NACE TM0284 is required, with hardness ≤22 HRC. Duplex stainless steel 2205 (UNS S31803) and austenitic 316L are common for fittings, flanges, and valves in sour environments. All materials must meet NACE MR0175 hardness limits. EN 10204 3.2 mill test certificates with TPI witness inspection are typically required for sour service materials.

What is the difference between HIC and SSC in sour service?

HIC (Hydrogen Induced Cracking) and SSC (Sulfide Stress Cracking) are two distinct H₂S-related failure mechanisms. HIC occurs when atomic hydrogen, generated by corrosion reactions at the steel surface, diffuses into the metal and recombines at internal defects (inclusions, laminations), causing internal cracking parallel to the steel surface — no external stress required. SSC occurs under applied or residual tensile stress combined with H₂S exposure, preferentially attacking high-hardness microstructures. NACE TM0284 tests for HIC resistance; NACE TM0177 tests for SSC resistance. SAES-L-133 requires HIC testing for carbon steel pipe in Saudi Aramco sour service.

Do you stock NACE MR0175 compliant materials in Saudi Arabia?

Yes. Gulf Union Ozone stocks NACE MR0175 / ISO 15156 compliant materials at our Jeddah warehouse: API 5L PSL2 HIC-tested carbon steel pipe, ASTM A182 F316L stainless steel valves, fittings and flanges, duplex stainless steel 2205 (ASTM A182 F51 / A790) pipe and fittings. All supplied with EN 10204 3.1 MTCs as standard; 3.2 with TPI witness available on request for projects requiring witnessed inspection. ISO 9001:2015 certified. CR 4030570569.

مورد مواد الخدمة الحامضية في المملكة العربية السعودية — NACE MR0175 / ISO 15156

التعريف

ما هي الخدمة الحامضية؟ عتبة H₂S

A fluid is classified as "sour" when it contains hydrogen sulphide (H₂S) at a concentration above the threshold defined by NACE MR0175 / ISO 15156. The threshold is an H₂S partial pressure of 0.3 kPa (0.05 psia) in the gas phase. Above this level, the risk of H₂S-related material degradation is considered significant enough to require specifically qualified materials.

Saudi Arabia's oilfields — particularly in the Eastern Province (Ghawar, Safaniya, Shaybah) — produce crude oil and associated gas with H₂S concentrations that routinely exceed this threshold. Saudi Aramco's SAES-L-133 governs sour service piping design across all Aramco facilities, mandating specific material grades, hardness limits, welding requirements, and post weld heat treatment (PWHT).

The consequences of using a non-sour-qualified material in an H₂S environment can be catastrophic and rapid: a carbon steel pipe with hardness above 22 HRC can fail by sulfide stress cracking (SSC) within hours of exposure. Correct material specification at procurement stage is the primary safeguard.

عتبة الخدمة الحامضية

NACE MR0175 / ISO 15156: H₂S partial pressure ≥ 0.3 kPa (0.05 psia) triggers sour service material requirements.

Aqueous phase: If free water is present at any H₂S concentration, NACE MR0175 applies — even if the partial pressure is below 0.3 kPa — because the aqueous phase can concentrate H₂S locally at the steel surface.

22

أقصى صلابة HRC (فولاذ كربوني)

3.2

نوع EN 10204 (خدمة حامضية حرجة)

آليات الفشل

آليات فشل H₂S: SSC وHIC وSOHIC

فهم آلية الفشل يحدد الاختبار ودرجة المادة المطلوبة. ليست جميع حالات فشل H₂S متشابهة:

SSC

التشقق الإجهادي الكبريتي

Occurs when a susceptible (high-hardness) material is under tensile stress — applied or residual — in an H₂S-containing aqueous environment. Atomic hydrogen enters the steel and embrittles it; cracks initiate at stress concentrations and propagate. Strongest driver: hardness. NACE MR0175 sets the primary hardness limit at ≤22 HRC (≈250 HBW) for carbon and low-alloy steels.

الاختبار: NACE TM0177 (SSC)

HIC

التشقق الناجم عن الهيدروجين

Occurs in carbon steel pipe even without applied stress. Hydrogen atoms produced at the steel surface by the corrosion reaction in wet H₂S diffuse into the metal and collect at internal laminar inclusions (manganese sulphide stringers). They recombine into H₂ molecules, building up pressure until internal cracks form parallel to the rolling direction. Mandated by SAES-L-133 for all CS pipe in Aramco sour service. Prevented by clean steel chemistry (low S, low P, low CE) and normalising heat treatment.

الاختبار: NACE TM0284 (HIC) — مطلوب وفق SAES-L-133

SOHIC

التشقق الهيدروجيني الموجه بالإجهاد

A combination of HIC and applied/residual stress that causes the HIC steps to link up through the steel thickness, creating a through-crack perpendicular to the stress direction. Particularly dangerous in weld heat-affected zones (HAZ) of pressure vessel shells and pipe seam welds. Mitigated by PWHT, low heat input welding, and use of HIC-resistant base metals per SAES-A-206 / SAES-L-133.

التخفيف: PWHT + مواد أساسية مختبرة ضد HIC

اختيار المواد

دليل اختيار مواد الخدمة الحامضية — مشاريع أرامكو السعودية

يحكم اختيار مواد الخدمة الحامضية تركيز H₂S ودرجة الحرارة ومحتوى الكلوريد ودرجة الحموضة وضغط الخدمة. يغطي الجدول أدناه المواصفات الأكثر شيوعاً للصمامات وتجهيزات الأنابيب والفلنجات والأنابيب في تطبيقات الخدمة الحامضية في أرامكو السعودية:

عائلة المواد	الدرجة / المواصفة	مؤهلة وفق NACE MR0175؟	الاستخدام النموذجي في الخدمة الحامضية	المتطلب الرئيسي
فولاذ كربوني	API 5L PSL2 (Gr. B, X42, X52, X60)	نعم — مع اختبار HIC	خطوط أنابيب الخدمة الحامضية، أنظمة التجميع	مختبرة ضد HIC وفق NACE TM0284؛ CE ≤0.43؛ صلابة ≤22 HRC
فولاذ كربوني	ASTM A234 WPB / ASTM A105	نعم — صلابة محكومة	تجهيزات لحام طرفي، فلنجات في الخدمة الحامضية	صلابة ≤22 HRC؛ PWHT للحامات وفق SAES-L-133
فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي	ASTM A182 F316L / ASTM A312 TP316L	نعم — حالة مخففة	صمامات وتجهيزات وفلنجات في خدمة H₂S الرطبة	يجب أن يكون محلولاً ومخففاً؛ صلابة ≤22 HRC؛ بدون تشكيل بارد
فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي	ASTM A182 F304L / ASTM A312 TP304L	نعم — حالة مخففة	خدمة حامضية عامة؛ بيئات كلوريد منخفضة	محلول ومخفف؛ تجنب بيئات الكلوريد العالية (خطر SCC)
فولاذ مزدوج مقاوم للصدأ	2205 — UNS S31803 / S32205 ASTM A182 F51 / A790 / A928	نعم — محلول ومخفف	أنابيب وتجهيزات وصمامات الخدمة الحامضية في بيئات الكلوريد العالية ودرجات الحرارة المرتفعة	صلابة ≤28 HRC؛ محتوى الفريت 35–65%؛ محلول ومخفف + مبرد
فولاذ فائق المزدوج مقاوم للصدأ	2507 — UNS S32750 ASTM A182 F53 / A790	نعم — محلول ومخفف	خدمة حامضية شديدة، بحرية، تيارات عملية عالية الكلوريد	PREN ≥40؛ صلابة ≤32 HRC؛ التحقق من البنية الدقيقة مطلوب

متطلبات أرامكو

SAES-L-133: متطلبات أرامكو السعودية لأنابيب الخدمة الحامضية

SAES-L-133 is Saudi Aramco Engineering Standard governing the design and material requirements for piping systems in sour service. It supplements NACE MR0175 / ISO 15156 with Aramco-specific requirements that are often more stringent than the base NACE standard.

Key SAES-L-133 requirements for contractors and material suppliers:

≤15%

حد CLR

نسبة طول الشق

≤5%

حد CTR

نسبة سماكة الشق

≤2%

حد CSR

نسبة حساسية الشق

أنابيب الفولاذ الكربوني — اختبار HIC إلزامي

All carbon steel pipe in Aramco sour service must be HIC-tested per NACE TM0284. Test results must show Crack Length Ratio (CLR) ≤15%, Crack Thickness Ratio (CTR) ≤5%, and Crack Sensitivity Ratio (CSR) ≤2%. This is a PSL2 supplementary requirement — standard API 5L PSL1 pipe does not qualify.

حدود الصلابة — جميع المواد

Base metal, weld metal, and heat-affected zone (HAZ) hardness must not exceed 22 HRC (237 HBW) for carbon and low-alloy steels. Hardness testing must be documented in the MTC. SAES-L-133 requires 100% HAZ hardness verification on sour service piping welds.

PWHT — إلزامي لحامات الفولاذ الكربوني

Post Weld Heat Treatment is mandatory for all carbon steel welds in sour service piping under SAES-L-133, regardless of wall thickness. PWHT reduces residual stress and lowers HAZ hardness, both of which mitigate SSC. Stress relief at 620–650°C is the standard treatment range.

EN 10204 النوع 3.2 — للخدمة الحامضية الحرجة

For safety-critical sour service materials, SAES-L-133 and individual POs often specify EN 10204 Type 3.2 inspection certificates — requiring a third-party inspector to witness and countersign the mill test results. Gulf Union Ozone can coordinate TPI witness inspection at the mill for 3.2 orders.

مخزون اتحاد الخليج أوزون للخدمة الحامضية

✓

أنابيب API 5L PSL2 مختبرة ضد HIC

Gr. B وX42 وX52 — نتائج اختبار HIC وفق NACE TM0284 متوفرة

✓

صمامات وتجهيزات وفلنجات ASTM A182 F316L

محلول ومخفف، صلابة ≤22 HRC موثقة في شهادة الاختبار

✓

دوبلكس 2205 — ASTM A182 F51 / A790

أنابيب وتجهيزات وفلنجات للخدمة الحامضية عالية الكلوريد

✓

EN 10204 3.1 قياسي؛ 3.2 مع طرف ثالث عند الطلب