1. Воздействие водорода в рабочих средах
1.1 Сернистый газ: реакция H₂S- с водородом
Поглощение водорода в сварных трубопроводах часто ускоряется в геометрической прогрессии в кислой среде, богатой H₂S-. H₂S распадается на поверхности стали, образуя атомарный водород, который быстро диффундирует в продольные сварные швы.
1.2 Коррозия и выделение водорода
Мокрая коррозия образует H на стальных поверхностях в результате электрохимического восстановления. Таким образом, долговременное-коррозионное воздействие является постоянным источником водорода в рабочих трубопроводах изделий LSAW.
1.3 Катодная защита-индуцированный водородный заряд
Хотя катодная защита замедляет скорость коррозии, она одновременно производит водород на стальных поверхностях за счет восстановления -, что по иронии судьбы становится вторичным источником «зарядки» водорода для направления сварного шва LSAW.
Таблица 1: Окружающая среда и скорость поступления водорода
| Среда обслуживания | Скорость поступления водорода | Общий регион HIC | Частота проверок |
|---|---|---|---|
| Сладкий природный газ | Низкий | Редкий | 2–3 года |
| Мокрая коррозионная линия | Середина | Подповерхности ЗТВ | 6–12 месяцев |
| Линия высокосернистого газа | Очень высокий | Корень сварного шва, сплавление | 3–6 месяцев |
| Катодная-защищенная кислая линия | Высокий | Продольный путь шва | 3–6 месяцев |
Таблица 2. Уровень катодной защиты и риск, связанный с водородом
| Потенциал защиты | Защита от коррозии | Производство водорода | Общий риск HIC |
|---|---|---|---|
| −0.8 V | Хороший | Середина | Середина |
| −1.0 V | Очень хороший | Высокий | Высокий |
| −1.2 V | Чрезмерная-защита | Очень высокий | Очень высокий |
2. Морфология трещин в кислом газеЛСАВЛинии
2.1 Доминирование корня сварного шва
2.1.1 Схемы расширения корневых трещин
Трещины внутри линий LSAW, работающих на высокосернистом газе, обычно возникают в корнях сварных швов и распространяются по направлению к внутренней поверхности из-за синергии водородных-напряжений.
2.1.2 Поперечные разрушения, вызванные блистерами-
Рекомбинация газообразного водорода вдоль включений или пустот ЗТВ может образовывать локальные транс-вздутия сегментов, которые создают поперечные суб-трещины, которые позже превращаются в продольные под действием растягивающего напряжения.
2.2 Влияние локального давления водорода
Трубопроводы высокосернистого газа вызывают рекомбинацию газообразного водорода внутри пустотных ловушек -, образуя локальные напряжения, даже если напряжение при эксплуатации трубопровода само по себе является умеренным.
3. Комбинированное напряжение-Взаимодействие водорода при эксплуатации
3.1 Нагрузка внутренним давлением + водород
Водород, диффундирующий в продольные швы, критически сочетается с нагрузкой внутреннего давления жидкости внутри службы LSAW, вызывая квази-хрупкое разрушение шва под напряжением.
3.2 Внешняя нагрузка и водородная синергия
Внешние нагрузки, возникающие из-за рельефа местности, остаточных напряжений при сварке, напряжений в грунте трубы или циклов изменения давления, легко обеспечивают синергию растрескивания при-поддержке водорода раньше, чем в металлических матрицах, не содержащих водород-.
4. Стратегия предотвращения и контроля окружающей среды
4.1 Покрытия, блокирующие проникновение водорода
Наружные поверхности труб, используемые для транспортировки водорода или кислых кислот, часто покрываются FBE или противокислородными диффузионными покрытиями для замедления проникновения атомарного водорода.
4.2 Рекомендации по проверке водородных трубопроводов
Передовая промышленная практика часто требует ультразвукового осмотра лестничных-трещин → сканирования корневых надрезов → проверки подповерхностных пузырей HAZ → проверки образцов на содержание водорода → соответствия симуляции цикла давления для труб LSAW, поставляемых в среду с водородом или H₂S.
4.3 Долгосрочные-ожидания производственных результатов
Когда проникновение водорода замедляется через покрытия, остаточные напряжения в сварном шве уравновешиваются за счет обжига, а включения уменьшаются на стадии плавления пластин, срок службы трубопровода значительно увеличивается для цепей транспортировки водорода - даже внутри высокосернистого газа или линий с катодной-защищенной защитой.
