Ev nêrîn ji bo sêwirana ewledar a pergalên boriyê ji bo belavkirina hîdrojenê pêşniyaran peyda dike.
Hîdrojen şilekek pir guhezbar e ku bi meyla rijandinê ve zêde ye.Ew tevliheviyek pir xeternak û kujer a meylan e, şilavek hilbar e ku kontrolkirina wê dijwar e.Vana meyl in ku dema hilbijartina materyal, gazket û moran, û her weha taybetmendiyên sêwirana pergalên weha têne hesibandin.Ev mijarên di derbarê belavkirina H2-a gazê de, mijara vê nîqaşê ne, ne hilberîna H2, H2-ya şil, an H2-ya şil (li milê rastê binêre).
Li vir çend xalên sereke hene ku ji we re dibe alîkar ku hûn tevliheviya hîdrojen û H2-hewayê fam bikin.Hîdrojen bi du awayan dişewite: deflagration û teqîn.
deflagration.Deflagration moda şewitandinê ya hevpar e ku tê de agir bi leza subsonic di nav tevliheviyê de derbas dibe.Ev diqewime, wek nimûne, dema ku ewrek belaş a tevliheviya hîdrojen-hewayê ji hêla çavkaniyek piçûk a agirpêketinê ve tê şewitandin.Di vê rewşê de, agir dê bi leza deh û çend sed metre di çirkeyê de bimeşe.Berfirehbûna bilez a gaza germ pêlên zextê diafirîne ku hêza wan bi mezinahiya ewr re têkildar e.Di hin rewşan de, hêza pêla şokê dikare têra xwe bike ku zirarê bide strukturên avahiyan û tiştên din ên di riya wê de û bibe sedema zirarê.
teqîn.Dema ku ew teqiya, agir û pêlên şokê bi leza supersonîk di nav têkelê re derbas bûn.Rêjeya zextê di pêla teqînê de ji ya teqînê pir mezintir e.Ji ber hêza zêde teqîn ji bo mirov, avahî û tiştên derdorê xetertir e.Deflagasyona normal dema ku li cîhek girtî tê şewitandin dibe sedema teqînê.Li deverek wusa teng, şewat dikare ji hêla hindiktirîn enerjiyê ve çêbibe.Lê ji bo teqandina tevliheviyek hîdrojen-hewayê li cîhek bêsînor, çavkaniyek şewitandinê ya bihêztir hewce ye.
Rêjeya zextê li seranserê pêla teqînê di tevliheviya hîdrojen-hewayê de bi qasî 20 e. Di zexta atmosferê de, rêjeya 20 300 psi ye.Dema ku ev pêla zextê bi tiştekî rawestayî re diqelibe, rêjeya zextê digihîje 40-60.Ev ji ber ronîkirina pêleka zextê ya ji astengek rawestayî ye.
Meyla rijandinê.Ji ber vîskozîteya xwe ya kêm û giraniya molekularî ya kêm, gaza H2 xwedan meylek zêde ye ku diherike û tewra di nav materyalên cûrbecûr de jî diherike an jî dikevin.
Hîdrojen 8 caran ji gaza xwezayî, 14 carî ji hewayê siviktir, 22 carî ji propane û 57 carî ji buhara benzînê siviktir e.Ev tê vê wateyê ku dema ku li derve were saz kirin, gaza H2 dê zû rabe û belav bibe, her nîşanên lehiyê jî kêm bike.Lê ew dikare bibe şûrê dudevî.Dibe ku teqînek çêbibe heke welding li ser sazgehek li derve ya li jor an berjêr bayê lekeyek H2 were kirin bêyî lêkolînek tespîtkirina lehiyê berî welandinê.Li cîhek dorpêçkirî, gaza H2 dikare ji tavan ber bi jêr ve bilind bibe û kom bibe, rewşek ku dihêle ku ew hêjmarên mezin ava bike berî ku bêtir têkeve têkiliyê bi çavkaniyên şewatê re li nêzî erdê.
Şewata qeza.Xwe şewitîn diyardeyek e ku tê de tevlîheviya gazan an buharan bêyî çavkaniyek ji derve ya şewatê bi xweber dişewite.Ew wekî "şewitandina spontan" an "şewitandina spontan" jî tê zanîn.Xwe şewitandin bi germahiyê ve girêdayî ye, ne bi zextê.
Germahiya xwe-şewitandinê ew germahiya herî kêm e ku tê de sotemeniyek xweber berî şewatê di nebûna çavkaniyek jêgirtinê ya ji derve de li ser pêwendiya bi hewayê an oksîjenek re xweber dişewite.Germahiya xweseriya yek toz germahiyek e ku di nebûna oksîjenek de ew bi xweber dişewite.Germahiya xwe-afirînê ya H2 ya gazê di hewayê de 585°C ye.
Enerjiya şewitandinê enerjiya ku ji bo destpêkirina belavkirina agirê di nav tevliheviyek şewitandî de hewce dike ye.Enerjiya şewatê ya hindiktirîn enerjiya herî kêm e ku ji bo şewitandina tevliheviyek şewitandî di germahî û zextek taybetî de hewce dike.Kêmtirîn enerjiya vêxistina çirûskê ji bo H2 gazê di 1 atm hewayê de = 1,9 × 10-8 BTU (0,02 mJ).
Sînorên teqemeniyê herî zêde û herî kêm kombûna buhar, mij an toza hewa an oksîjenê ye ku tê de teqînek çêdibe.Mezinahî û geometriya hawîrdorê, û hem jî hûrbûna sotemeniyê, sînoran kontrol dike."Sînora teqînê" carinan wekî hevwateya "sînorê teqînê" tê bikar anîn.
Sînorên teqemeniyê ji bo têkelên H2 di hewayê de %18,3 vol. (sînorê jêrîn) û 59 vol.% (sînorê jorîn) ne.
Dema sêwirana pergalên boriyê (Wêne 1), gava yekem ev e ku meriv materyalên avahîsaziyê yên ku ji bo her celeb şilavê hewce ne diyar bike.Û her şilek dê li gorî paragrafa ASME B31.3 were dabeş kirin.300 (b) (1) dibêje, "Xwedî di heman demê de ji bo destnîşankirina pola D, M, tansiyona bilind, û boriyên paqijiya bilind, û destnîşankirina ka divê pergalek kalîteyê ya taybetî were bikar anîn jî berpirsiyar e."
Kategorîzekirina şilavê asta ceribandinê û celebê ceribandina hewce, û her weha gelek hewcedariyên din ên li ser bingeha kategoriya şilavê diyar dike.Berpirsiyariya xwedan ji bo vê bi gelemperî dikeve ser beşa endezyariyê ya xwedan an endezyarek derveyî.
Dema ku B31.3 Kodê Pêvajoya Pipingê ji xwedê re nabêje ka kîjan materyalê ji bo şilavek taybetî bikar bîne, ew rêbernameyê li ser hêz, stûrbûn, û daxwazên girêdana materyalê peyda dike.Di danasîna kodê de jî du gotin hene ku bi eşkere diyar dikin:
Û li ser paragrafa yekem a jorîn, paragrafa B31.3 berfireh bikin.300(b)(1) jî dibêje: "Xwedanê sazkirina boriyê bi tenê berpirsiyar e ku li gorî vê Kodê tevbigere û ji bo damezrandina sêwiran, çêkirin, vekolîn, teftîşkirin, û pêdiviyên ceribandinê yên ku hemî hilgirtina şilavê an pêvajoya ku boriyê beşek jê ye, berpirsiyar e.Lêkirinî."Ji ber vê yekê, piştî danîna hin qaîdeyên bingehîn ji bo berpirsiyarî û hewcedariyên ji bo diyarkirina kategoriyên karûbarê şilavê, bila em bibînin ka gaza hîdrojenê li ku derê cih digire.
Ji ber ku gaza hîdrojenê wekî şilavek guhezbar bi rijandinê re tevdigere, gaza hîdrojenê dikare ji bo karûbarê şilavê di binê kategoriya B31.3 de şilek normal an şilekek pola M were hesibandin.Wekî ku li jor hat behs kirin, dabeşkirina hilanîna şilavê pêdivîyek xwedan e, bi şertê ku ew rêwerzên ji bo kategoriyên hilbijartî yên ku di B31.3, paragrafa 3-yê de hatine diyar kirin pêk bîne. 300.2 Danasînên di beşa "Xizmetên hîdrolîk" de.Ya jêrîn ji bo karûbarê şilavê ya normal û karûbarê şilavê ya pola M-yê pênase hene:
"Xizmeta Fluidê ya Normal: Karûbarê şilavê ku ji bo piraniya boriyên ku di bin vê kodê de ne tê sepandin, ango ne li gorî rêzikên ji bo polên D, M, germahiya bilind, tansiyona bilind, an paqijiya şilavê ya bilind.
(1) Zehmetiya şikilê ew qas mezin e ku yek rûdininek ji mîqdarek pir piçûk a şilavê ya ku ji ber rijandinê çêdibe dikare bibe sedema zirarek cidî ya daîmî ji kesên ku jê re nefes dikin an têkevin têkiliyê, tewra heke tedbîrên başbûnê yên tavilê werin girtin.girtin
(2) Piştî ku sêwirana boriyê, ezmûn, şert û mercên xebitandinê, û cîh dihesibîne, xwedan destnîşan dike ku hewcedariyên ji bo karanîna normal a şilavê ne bes e ku tengahiya hewce peyda bike da ku karmendan ji rûdanê biparêze.”
Di pênaseya jorîn a M de, gaza hîdrojenê pîvanên paragrafa (1) nagire ji ber ku ew şilek jehrîn nayê hesibandin.Lêbelê, bi sepandina beşê (2), Kod destûr dide dabeşkirina pergalên hîdrolîk ên di pola M de piştî ku li ser "… sêwirana lûleyê, ezmûn, şert û mercên xebitandinê û cîh…" Xwedî destûr dide destnîşankirina karanîna şilavê ya normal.Pêdiviyên ji bo peydakirina hewcedariya astek bilindtir a yekitiyê di sêwirandin, çêkirin, vekolîn, vekolîn û ceribandina pergalên boriyên gaza hîdrojenê de têr nakin.
Ji kerema xwe berî ku li ser Korozyona Hîdrojena Germahiya Bilind (HTHA) nîqaş bikin serî li Tabloya 1 bidin.Kod, standard, û rêzikname di vê tabloyê de têne navnîş kirin, ku şeş belgeyên li ser mijara şilbûna hîdrojenê (HE), anomalîyek korozyonê ya hevpar ku HTHA-yê vedihewîne, vedihewîne.OH dikare di germên nizm û bilind de çêbibe.Wekî rengek korozyonê tête hesibandin, ew dikare bi çend awayan dest pê bike û hem jî bandorê li cûrbecûr materyalan bike.
HE cûrbecûr cûrbecûr hene, ku dikarin di nav şikestina hîdrojenê (HAC), şkandina stresa hîdrojenê (HSC), şikestina korozyona stresê (SCC), şkandina korozyona hîdrojenê (HACC), şûştina hîdrojenê (HB), şkandina hîdrojenê (HIC) de bêne dabeş kirin.)), şikestina hîdrojenê ya bi stresê (SOHIC), şkandina pêşkeftî (SWC), şkandina stresê ya sulfîd (SSC), şkandina devera nerm (SZC), û korozyona hîdrojenê ya germahiya bilind (HTHA).
Di forma xweya herî hêsan de, şilbûna hîdrojenê mekanîzmayek e ji bo hilweşandina tixûbên genimê metal, ku di encamê de ji ber ketina hîdrojena atomê, guheztin kêm dibe.Awayên ku ev diqewime cihêreng in û hinekî bi navên wan ên têkildar têne destnîşan kirin, wek HTHA, ku hevdemî germahiya bilind û hîdrojena tansiyona bilind ji bo ziravbûnê hewce ye, û SSC, ku hîdrojena atomê wekî gazên girtî û hîdrojen tê hilberandin.ji ber korozyona asîdê, ew di halên metal de diherikin, ku dikare bibe sedema ziravbûnê.Lê encama giştî wekî hemî rewşên şilbûna hîdrojenê yên ku li jor hatine destnîşan kirin yek e, ku hêza metalê ji hêla ziravbûnê ve di bin rêza stresê ya destûr de kêm dibe, ku di encamê de qonaxê ji bûyerek potansiyel a felaketê re ji ber guheztina şilê vedihewîne.
Ji bilî stûrbûna dîwar û performansa hevbeş a mekanîkî, du faktorên sereke hene ku dema hilbijartina materyalên ji bo karûbarê gaza H2 têne hesibandin: 1. Ragihandina hîdrojena germahiya bilind (HTHA) û 2. Fikarên cidî yên der barê rijandina potansiyel de.Her du mijar niha di bin nîqaşê de ne.
Berevajî hîdrojena molekulî, hîdrojena atomê dikare berfireh bibe, hîdrojenê li germahî û zextên bilind derxîne, bingehek ji bo HTHA-ya potansiyel diafirîne.Di bin van şert û mercan de, hîdrojena atomê karibe di nav malzemeyên boriyên pola karbonê an alavên de belav bibe, ku ew bi karbonê re di çareseriya metalî de reaksiyonê dike û gaza metanê li sînorên genim çêdike.Ku nikare derkeve, gaz berfireh dibe, di dîwarên lûleyan an keştiyan de şikestin û şikestin çêdike - ev HTGA ye.Hûn dikarin encamên HTHA bi zelalî di Figure 2-ê de bibînin ku di dîwarê 8″ de şikestin û şikestin diyar in.Parçeya boriyek mezinahiya navî (NPS) ku di van şertan de têk diçe.
Dema ku germahiya xebitandinê di binê 500 °F de bimîne, pola karbon dikare ji bo karûbarê hîdrojenê were bikar anîn.Wekî ku li jor behs kir, HTHA diqewime dema ku gaza hîdrojenê di zexta qismî ya bilind û germahiya bilind de tê girtin.Karbon pola nayê pêşniyar kirin dema ku zexta qismî ya hîdrojenê li dora 3000 psi be û germahî ji 450 °F jortir be (ku rewşa qezayê di Xiflteya 2 de ye) nayê pêşniyar kirin.
Wekî ku ji nexşeya Nelson a guhezbar a di jimar 3 de tê dîtin, ku beşek ji API 941 hatî girtin, germahiya bilind bandora herî mezin li ser zorkirina hîdrojenê heye.Dema ku bi polayên karbonê yên ku di germahiyên heya 500 °F de dixebitin, zexta parçeyî ya gaza hîdrojenê dikare ji 1000 psi derbas bibe.
Wêne 3. Ev nexşeya Nelson a guhertî (ji API 941-ê hatî veguheztin) dikare were bikar anîn da ku materyalên guncan ji bo karûbarê hîdrojenê di germahiyên cihêreng de hilbijêrin.
Li ser hêjîrê.3 bijartina polayên ku garantî ne ku ji êrîşa hîdrojenê dûr bixin, li gorî germahiya xebitandinê û zexta qismî ya hîdrojenê ve girêdayî nîşan dide.Polayên zengarnegir ên Austenitic ji HTHA re nehesas in û di hemî germahî û zextan de materyalên têrker in.
Pola zengarnegir Austenitic 316/316L ji bo serîlêdanên hîdrojenê materyalê herî pratîkî ye û xwedan tomarek pejirandî ye.Dema ku tedawiya germê ya piştî-weldê (PWHT) ji bo polayên karbonê tê pêşniyar kirin ku hîdrojena bermayî di dema weldingê de calcine bike û hişkiya devera bandorkirî ya germê (HAZ) piştî welandinê kêm bike, ji bo polayên zengarnegir austenitic ne hewce ye.
Bandorên termotermîk ên ku ji hêla dermankirina germ û weldingê ve têne çêkirin bandorek hindik li ser taybetmendiyên mekanîkî yên polên zengarnegir austenitic hene.Lêbelê, xebata sar dikare taybetmendiyên mekanîkî yên polên zengarnegir austenitic, wekî hêz û serhişkiyê baştir bike.Dema ku lûleyên ji polayê zengarnegir austenitic çêdikin û çêdibin, taybetmendiyên wan ên mekanîkî diguhezin, tevî kêmbûna plastîkbûna materyalê.
Ger polayê zengarnegir austenitic pêdivî bi avabûna sar hebe, helandina çareseriyê (germkirina bi qasî 1045°C li dûv qutkirin an sarbûna bilez) dê taybetmendiyên mekanîkî yên materyalê vegerîne nirxên wan ên bingehîn.Ew ê di heman demê de veqetandina alloyê, hestiyarbûn û qonaxa sigmayê ya ku piştî xebata sar hatî bidestxistin ji holê rake.Dema ku hûn lêdana çareseriyê dikin, hay ji xwe hebin ku sarbûna bilez heke bi rêkûpêk neyê girtin dikare stresa mayî vegere nav materyalê.
Li tabloyên GR-2.1.1-1 Indeksa Taybetmendiya Materyalê ya Meclisa Bolûlan û Bûlan û GR-2.1.1-2 Indeksa Taybetmendiya Materyalê Pipingê di ASME B31 de ji bo vebijarkên madî yên pejirandî ji bo karûbarê H2 binihêrin.lûle ji bo destpêkirina cîhek baş in.
Bi giraniya atomê ya standard 1.008 yekîneyên girseya atomê (amu), hîdrojen hêmana herî sivik û piçûk e li ser tabloya perîyodîk, û ji ber vê yekê xwedan meyla rijandinê ye, bi encamên potansiyel wêranker, dibe ku ez lê zêde bikim.Ji ber vê yekê, pergala lûleya gazê divê bi vî rengî were sêwirandin ku girêdanên celebê mekanîkî sînordar bike û wan girêdanên ku bi rastî hewce ne baştir bike.
Dema ku xalên rijandina potansiyel bisînor bikin, pêdivî ye ku pergal bi tevahî were weld kirin, ji xeynî girêdanên felçkirî yên li ser amûr, hêmanên boriyan û pêlavan.Pêdivî ye ku girêdanên birêkûpêk heya ku gengaz be, heke ne bi tevahî were dûr kirin.Ger ji ber ti sedemekê nikaribin ji girêdanên birêkûpêk dûr bikevin, tê pêşniyar kirin ku ew bi tevahî bêyî sealantê têxê tevbigerin û dûv re weldê were mor kirin.Dema ku boriyek pola karbonê bikar bînin, pêdivî ye ku pêlavên boriyê werin şûştin û germahiya weldê (PWHT) were derman kirin.Piştî weldingê, lûleyên li devera bi bandor germê (HAZ) di germahiya hawîrdorê de jî dikevin ber êrîşa hîdrojenê.Dema ku êrîşa hîdrojenê di serî de di germahiyên bilind de pêk tê, qonaxa PWHT dê di bin şert û mercên hawîrdorê de jî vê îhtîmalê bi tevahî kêm bike, heke ne ji holê rabike.
Xala qels a pergala hemî-welded girêdana flange ye.Ji bo dabînkirina astek bilind a tengbûnê di girêdanên flangeyê de, divê gasketên Kammprofile (wêne 4) an rengek din ê gazketan werin bikar anîn.Hema hema bi heman rengî ji hêla gelek hilberîneran ve hatî çêkirin, ev pêlav pir lêborîn e.Ew ji zengilên tev-metal ên dirankirî pêk tê ku di navbera materyalên morkirinê yên nerm, deformable de hatine qut kirin.Diran barkirina pêlê li deverek piçûktir berhev dikin da ku bi stresek kêmtir guncanek hişk peyda bikin.Ew bi vî rengî hatî sêwirandin ku ew bikaribe rûberên flanê yên neyekser û her weha şert û mercên xebitandinê yên guhezbar telafî bike.
Figure 4. Gaskets Kammprofile xwedî core metal li her du aliyan de bi dagirtina nerm.
Faktorek din a girîng a yekbûna pergalê valve ye.Leaksên li dora mora stûnê û pêlên laş pirsgirêkek rastîn in.Ji bo pêşîlêgirtina vê yekê, tê pêşniyar kirin ku valvekek bi şûşek belek hilbijêrin.
1 inch bikar bînin.Boriya pola karbonê ya Dibistana 80, di mînaka me ya li jêr de, li gorî ASTM A106 Gr B, toleransên çêkirinê, korozyon û toleransên mekanîkî têne dayîn, zexta xebatê ya herî zêde ya destûr (MAWP) dikare di du gavan de di germahiyên heya 300 °F de were hesibandin (Têbînî: Sedema "…ji bo germahiyên heta 300°F destûr dide"… Dema ku germahî ji 300ºF (S) derbas dibe, materyalê B dest bi xirabûnê dike, ji ber vê yekê Wekheviya (1) hewce dike ku Germahiya li jor 300ºF eyar bike.)
Li gorî formula (1), gava yekem hesabkirina zexta teqandina teorîkî ya boriyê ye.
T = qalindahiya dîwarê boriyê kêm toleransên mekanîkî, korozyon û çêkirinê, bi înç.
Beşa duyemîn a pêvajoyê ev e ku meriv zexta xebitandinê ya herî zêde ya destûr Pa ya boriyê bi sepandina faktora ewlehiyê S f li encama P li gorî hevkêşeya (2) hesab bike:
Bi vî rengî, dema ku materyalê dibistana 1″ 80 bikar bînin, zexta teqînê wekî jêrîn tê hesibandin:
Dûv re ewlehiya Sf ya 4-ê li gorî Pêşniyarên Keştiya Zextê ya ASME Beş VIII-1 2019, Paragraf 8 tê sepandin. UG-101 wekî jêrîn tê hesibandin:
Nirxa MAWP ya encam 810 psi ye.inch tenê boriyê vedibêje.Têkiliya flange an pêkhateya ku di pergalê de pileya herî nizm heye dê bibe faktora diyarker di destnîşankirina zexta destûrî ya di pergalê de.
Li gorî ASME B16.5, zexta xebatê ya herî zêde ya destûr ji bo 150 pêlavên flange pola karbonê 285 psi ye.inch li -20 °F heta 100 °F.Class 300 xwedan zexta xebatê ya herî zêde ya destûr 740 psi ye.Ev ê li gorî mînaka taybetmendiya materyalê ya jêrîn faktora sînorê zextê ya pergalê be.Di heman demê de, tenê di ceribandinên hîdrostatîkî de, ev nirx dikarin 1,5 carî derbas bibin.
Wekî mînakek taybetmendiyek materyalê pola karbonê ya bingehîn, taybetmendiyek xeta karûbarê gazê ya H2 ku li germahiya hawîrdorê li jêr zextek sêwiranê ya 740 psi dixebite.inch, dibe ku pêdiviyên materyalê yên ku di Tabloya 2-ê de têne xuyang kirin hebin. Ev cûreyên jêrîn in ku dibe ku balê bikişîne ku di taybetmendiyê de cih bigire:
Ji xeynî lûleyê bi xwe, gelek hêman hene ku pergala boriyê pêk tînin, mîna pêlav, valves, alavên xetê, hwd. Dema ku gelek ji van hêmanan dê di boriyekê de werin berhev kirin da ku bi hûrgulî li ser wan nîqaş bikin, ev ê hewceyê bêtir rûpelan ji ya ku were cîh kirin.Ev gotar.