Kakaretso ena e fana ka likhothaletso bakeng sa moralo o bolokehileng oa liphaephe tsa kabo ea haedrojene.
Hydrogen ke mokelikeli o feto-fetohang haholo o nang le tšekamelo e phahameng ea ho lutla.Ke motsoako o kotsi haholo le o bolaeang oa litšekamelo, mokelikeli o sa tsitsang oo ho leng thata ho o laola.Tsena ke mekhoa e lokelang ho nahanoa ha u khetha thepa, li-gaskets le litiiso, hammoho le litšobotsi tsa moralo oa litsamaiso tse joalo.Lihlooho tsena tse mabapi le kabo ea khase ea H2 ke sepheo sa puisano ena, eseng tlhahiso ea H2, mokelikeli H2, kapa mokelikeli H2 (sheba lehlakore le letona).
Lintlha tse 'maloa tsa bohlokoa ke tsena ho u thusa ho utloisisa motsoako oa hydrogen le H2-moea.Hydrogen e chesa ka litsela tse peli: deflagration le ho phatloha.
deflagration.Deflagration ke mokhoa o tloaelehileng oa ho tuka moo malakabe a tsamaeang ka har'a motsoako ka lebelo la subsonic.Sena se etsahala, ka mohlala, ha leru le sa lefelloeng la motsoako oa hydrogen-air le hotetsoa ke mohloli o monyenyane oa ho khantša.Tabeng ena, lelakabe le tla tsamaea ka lebelo la maoto a leshome ho isa ho makholo a 'maloa ka motsotsoana.Katoloso e potlakileng ea khase e chesang e baka maqhubu a khatello ao matla a 'ona a lekanang le boholo ba maru.Maemong a mang, matla a leqhubu la ts'oaetso a ka lekana ho senya mehaho ea mohaho le lintho tse ling tse tseleng ea eona le ho baka kotsi.
qhoma.Ha e phatloha, malakabe le maqhubu a sisinyehang li ile tsa tsamaea motsoakong ona ka lebelo le phahameng ka ho fetisisa.Karo-karolelano ea khatello ho leqhubu la detonation e kholo haholo ho feta ka ho phatloha.Ka lebaka la matla a ntseng a eketseha, ho phatloha ho kotsi haholo ho batho, mehaho le lintho tse haufi.Tlhōlisano e tloaelehileng e baka ho phatloha ha ho chesoa sebakeng se koaletsoeng.Sebakeng se moqotetsane joalo, ho khantša ho ka bakoa ke matla a fokolang haholo.Empa bakeng sa ho phatloha ha motsoako oa hydrogen-air sebakeng se se nang moeli, ho hlokahala mohloli o matla haholoanyane oa ho khantša.
Karolelano ea khatello ho pholletsa le leqhubu la detonation ka motsoako oa hydrogen-air e ka ba 20. Khatello ea sepakapaka, karolelano ea 20 ke 300 psi.Ha leqhubu lena la khatello le thulana le ntho e emeng, tekanyo ea khatello e nyolohela ho 40-60.Sena se bakoa ke ponahalo ea leqhubu la khatello ho tsoa ho tšitiso e emeng.
Tloaelo ya ho dutla.Ka lebaka la viscosity ea eona e tlase le boima bo tlase ba limolek'hule, khase ea H2 e na le tšekamelo e phahameng ea ho lutla esita le ho kenella kapa ho kenella ka har'a lisebelisoa tse fapaneng.
Hydrogen e bobebe ho feta khase ea tlhaho ka makhetlo a 8, e bobebe ka makhetlo a 14 ho feta moea, makhetlo a 22 e bobebe ho feta propane le makhetlo a 57 ho feta mouoane oa peterole.Sena se bolela hore ha e kenngoa ka ntle, khase ea H2 e tla phahama ka potlako le ho senyeha, ho fokotsa matšoao leha e le afe a ho lutla.Empa e ka ba sabole e sehang ka nģa tse peli.Ho ka 'na ha e-ba le ho phatloha ha tjheseletso e tla etsoa setsing se ka ntle se ka holimo kapa se theohelang fatše sa ho lutla ha H2 ntle le thuto ea ho lemoha ho lutla pele ho tjheseletsa.Sebakeng se koaletsoeng, khase ea H2 e ka phahama le ho bokella ho tloha siling ho ea tlase, boemo bo e lumellang hore e hahe boholo bo boholo pele ho ka etsahala hore e kopane le mehloli e tukang e haufi le fatše.
Mollo oa kotsi.Ho ithuisa ke ketsahalo eo ho eona motsoako oa likhase kapa mouoane o tukang ka tšohanyetso ntle le mohloli o ka ntle oa ho tuka.E boetse e tsejoa e le “ho tuka ho sa feleng” kapa “ho tuka ho sa feleng”.Ho ithuisa ho itšetlehile ka mocheso, eseng khatello.
Thempereichara ea autoignition ke mocheso o tlase oo mafura a tla hotetsa ka boithaopo pele a hotetsa ho se na mohloli o ka ntle oa ho hotetsa ha o kopana le moea kapa moemeli oa oxidizing.Mocheso oa ho ikemela oa phofo e le 'ngoe ke mocheso oo ho oona o hotetsang ka boithatelo ha ho se na moemeli oa oxidizing.Thempereichara ea ho ithunyetsa ea khase H2 moeeng ke 585°C.
Matla a ho tima ke matla a hlokahalang ho qala ho ata ha lelakabe ka motsoako o tukang.Matla a fokolang a ho tima ke matla a fokolang a hlokahalang ho hotetsa motsoako o itseng o tukang mochesong o itseng le khatellong.Matla a fokolang a ho tima tlhase bakeng sa khase ea H2 ho 1 atm ea moea = 1.9 × 10–8 BTU (0.02 mJ).
Meeli ea ho phatloha ke boholo le bonyane ba likhakanyo tsa mouoane, moholi kapa lerole moeeng kapa oksijene moo ho phatloha ho hlahang teng.Boholo le geometry ea tikoloho, hammoho le khatello ea mafura, e laola meeli.“Moedi wa ho phatloha” ka dinako tse ding o sebediswa jwalo ka mahlalopa a “ho phatloha”.
Meeli ea ho phatloha bakeng sa metsoako ea H2 moeeng ke 18.3 vol.% (moeli o ka tlaase) le 59 vol.% (moeli o ka holimo).
Ha ho etsoa lipeipi (setšoantšo sa 1), mohato oa pele ke ho fumana lisebelisoa tsa mohaho tse hlokahalang bakeng sa mofuta o mong le o mong oa mokelikeli.'Me mokelikeli o mong le o mong o tla aroloa ho latela serapa sa ASME B31.3.300(b)(1) e re, "Mong'a o boetse o na le boikarabello ba ho khetholla sehlopha sa D, M, khatello e phahameng, le liphaephe tse hloekileng, le ho etsa qeto ea hore na tsamaiso e itseng ea boleng e lokela ho sebelisoa."
Karohano ea mokelikeli e hlalosa tekanyo ea tlhahlobo le mofuta oa tlhahlobo e hlokahalang, hammoho le litlhoko tse ling tse ngata tse ipapisitseng le sehlopha sa mokelikeli.Boikarabello ba mong'a sena hangata bo oela lefapheng la boenjiniere la mong'a lona kapa moenjiniere ea tsoang kantle.
Le hoja B31.3 Process Piping Code e sa bolelle mong'a hore na ke lisebelisoa life tse lokelang ho sebelisoa bakeng sa mokelikeli o itseng, e fana ka tataiso mabapi le matla, botenya, le litlhoko tsa khokahanyo ea thepa.Hape ho na le lipolelo tse peli selelekeleng sa khoutu tse bolelang ka ho hlaka:
Le ho atolosa serapeng sa pele se ka holimo, serapa sa B31.3.300(b)(1) e boetse e re: “Mong’a phaepo o kenngoeng ke eena feela ea ikarabellang bakeng sa ho ikamahanya le Khoutu ena le ho theha moralo, kaho, tlhahlobo, tlhahlobo, le litlhokahalo tsa tlhahlobo tse laolang tšebetso eohle ea mokelikeli kapa tšebetso eo pompo e leng karolo ea eona.Tlhophiso.”Kahoo, ka mor'a ho beha melao ea motheo bakeng sa boikarabelo le litlhoko tsa ho hlalosa likarolo tsa litšebeletso tsa mokelikeli, ha re boneng hore na khase ea haedrojene e kena hokae.
Hobane khase ea haedrojene e sebetsa joalo ka mokelikeli o sa fetoheng o nang le ho lutla, khase ea haedrojene e ka nkuoa e le mokelikeli o tloaelehileng kapa mokelikeli oa Sehlopha sa M tlas'a sehlopha sa B31.3 bakeng sa ts'ebeletso ea mokelikeli.Joalokaha ho boletsoe ka holimo, sehlopha sa ho sebetsana le metsi ke tlhokahalo ea mong'a sona, hafeela se kopana le tataiso bakeng sa lihlopha tse khethiloeng tse hlalositsoeng ho B31.3, serapa sa 3. 300.2 Litlhaloso karolong ea "Litšebeletso tsa Hydraulic".Tse latelang ke litlhaloso tsa tšebeletso ea metsi e tloaelehileng le tšebeletso ea mokelikeli oa Sehlopha sa M:
"Tšebeletso e Tloaelehileng ea Mokelikeli: Ts'ebeletso ea metsi e sebetsang ho boholo ba liphaephe ho latela khoutu ena, ke hore, ha e laoloe ke melao ea lihlopha tsa D, M, mocheso o phahameng, khatello e phahameng, kapa bohloeki bo phahameng ba metsi.
(1) Chefo ea mokelikeli ona o moholo hoo ho pepesehela ha ’ngoe feela mokelikeli o monyenyane haholo o bakoang ke ho lutla ho ka bakang kotsi e tebileng ea ka ho sa feleng ho ba o hemang kapa ba kopanang le oona, esita le haeba ho ka nkoa mehato ea ho hlaphoheloa hang-hang.nkeloa
(2) Ka mor'a ho nahana ka moralo oa lipeipi, phihlelo, maemo a ts'ebetso, le sebaka, mong'a lona o etsa qeto ea hore litlhoko tsa tšebeliso e tloaelehileng ea mokelikeli ha lia lekana ho fana ka ho tiea ho hlokahalang ho sireletsa basebetsi hore ba se ke ba pepeseha.”
Tlhalosong e ka holimo ea M, khase ea hydrogen ha e finyelle litekanyetso tsa serapa sa (1) hobane ha e nkoe e le mokelikeli o chefo.Leha ho le joalo, ka ho sebelisa karoloana ea (2), Khoutu e lumella ho hlophisoa ha litsamaiso tsa haeteroliki sehlopheng sa M ka mor'a ho nahanisisa ka "... moralo oa liphaephe, boiphihlelo, maemo a ts'ebetso le sebaka..." Mong'a o lumella qeto ea ho sebetsana le mokelikeli o tloaelehileng.Litlhoko ha lia lekana ho finyella tlhokahalo ea boemo bo phahameng ba botšepehi moralong, kaho, ho hlahloba, ho hlahloba le ho hlahloba mekhoa ea liphaephe tsa khase ea hydrogen.
Ka kopo sheba Lethathamo la 1 pele le buisana ka Tempereichara ea Hydrogen Corrosion (HTHA).Likhoutu, litekanyetso, le melaoana li thathamisitsoe tafoleng ena, e kenyelletsang litokomane tse tšeletseng tse buang ka hydrogen embrittlement (HE), e tloaelehileng ea corrosion anomaly e kenyeletsang HTHA.OH e ka etsahala ka mocheso o tlase le o phahameng.E nkoa e le mofuta oa ho bola, e ka qalisoa ka litsela tse 'maloa hape e ama mefuta e mengata ea thepa.
HE o na le mefuta e sa tšoaneng, e ka aroloa ka hydrogen cracking (HAC), hydrogen stress cracking (HSC), stress corrosion cracking (SCC), hydrogen corrosion cracking (HACC), hydrogen bubbling (HB), hydrogen cracking (HIC).)), ho phunyeha ha hydrogen (SOHIC), ho phunyeha ho tsoelang pele (SWC), sulfide stress cracking (SSC), soft zone cracking (SZC), le mocheso o phahameng oa hydrogen corrosion (HTHA).
Ka mokhoa o bonolo ka ho fetisisa, hydrogen embrittlement ke mokhoa oa ho senya meeli ea lijo-thollo tsa tšepe, e leng se fellang ka ho fokotsa ductility ka lebaka la ho kenella ha hydrogen ea athomo.Litsela tseo sena se etsahalang ka tsona li fapane 'me ka karolo e' ngoe li hlalosoa ka mabitso a tsona, joalo ka HTHA, moo mocheso o phahameng ka nako e le 'ngoe le khatello e phahameng ea haedrojene e hlokahalang bakeng sa embrittlement, le SSC, moo hydrogen ea athomo e hlahisoang e le likhase tse koetsoeng le hydrogen.ka lebaka la kutu ea acid, e kenella ka har'a mekotla ea tšepe, e ka lebisang ho brittleness.Empa phello ea kakaretso e tšoana le bakeng sa linyeoe tsohle tsa hydrogen embrittlement e hlalositsoeng ka holimo, moo matla a tšepe a fokotsoang ke embrittlement e ka tlaase ho sebaka sa khatello ea kelello e lumelletsoeng, e leng se behang sethaleng bakeng sa ketsahalo e ka 'nang ea e-ba kotsi e fuoang ho hloka botsitso ha mokelikeli.
Ho phaella ho botenya ba marako le ts'ebetso e kopanetsoeng ea mechine, ho na le lintlha tse peli tse ka sehloohong tse lokelang ho nahanoa ha u khetha lisebelisoa bakeng sa tšebeletso ea khase ea H2: 1. Ho pepesehela mocheso o phahameng oa hydrogen (HTHA) le 2. Matšoenyeho a tebileng mabapi le ho tsoa ho ka 'nang ha etsahala.Ho ntse ho buisanoa ka lihlooho tsena ka bobeli.
Ho fapana le hydrogen ea molek'hule, haedrojene ea athomo e ka atoloha, ea pepesetsa haedrojene mochesong o phahameng le likhatello, 'me ea theha motheo oa HTHA e ka bang teng.Tlas'a maemo ana, haedrojene ea athomo e khona ho kenella ka har'a lisebelisoa kapa lisebelisoa tsa carbon steel, moo e kopanang le khabone ka tharollo ea tšepe ho etsa khase ea methane meeling ea lijo-thollo.Ha e khone ho phonyoha, khase e atoloha, e etsa mapetsong le mapheo marakong a liphaephe kapa likepe - ena ke HTGA.U ka bona hantle liphetho tsa HTHA ho Figure 2 moo mapetsong le mapetsong a bonahalang leboteng la 8″.Karolo ea phala ea boholo ba lebitso (NPS) e hlōlehang tlas'a maemo ana.
Tšepe ea carbon e ka sebelisoa bakeng sa ts'ebeletso ea haedrojene ha mocheso oa ts'ebetso o bolokiloe ka tlase ho 500 ° F.Joalokaha ho boletsoe ka holimo, HTHA e etsahala ha khase ea haedrojene e tšoaroa ka khatello e sa fellang le mocheso o phahameng.Tšepe ea carbon ha e khothalletsoe ha khatello ea karolo ea hydrogen e lebeletsoe hore e be haufi le 3000 psi 'me mocheso o ka holimo ho 450 ° F (e leng boemo ba kotsi ho Setšoantšo sa 2).
Joalo ka ha ho bonoa morerong oa Nelson o fetotsoeng setšoantšong sa 3, karolo e 'ngoe e nkiloeng ho API 941, mocheso o phahameng o na le phello e kholo ho matla a haedrojene.Khatello e sa fellang ea khase ea hydrogen e ka feta 1000 psi ha e sebelisoa le litšepe tsa k'habone tse sebetsang mochesong o fihlang ho 500 ° F.
Setšoantšo sa 3. Chate ena ea Nelson e fetotsoeng (e nkiloe ho API 941) e ka sebelisoa ho khetha lisebelisoa tse loketseng bakeng sa tšebeletso ea haedrojene ka mocheso o fapaneng.
Ka feiga.3 e bonts'a khetho ea litšepe tse tiisitsoeng ho qoba tlhaselo ea hydrogen, ho itšetlehile ka mocheso o sebetsang le khatello ea karolo ea hydrogen.Litšepe tse sa hloekang tsa Austenitic ha li na kutloelo-bohloko ho HTHA 'me ke lisebelisoa tse khotsofatsang maemong 'ohle a mocheso le likhatello.
Austenitic 316/316L tšepe e sa hloekang ke thepa e sebetsang ka ho fetesisa bakeng sa lits'ebetso tsa haedrojene mme e na le rekoto e netefalitsoeng.Le hoja kalafo ea mocheso oa post-weld (PWHT) e khothaletsoa bakeng sa litšepe tsa khabone ho calcinate hydrogen e setseng nakong ea ho cheselletsa le ho fokotsa ho thatafala ha libaka tse anngoeng ke mocheso (HAZ) ka mor'a ho tjheseletsa, ha ho hlokahale bakeng sa litšepe tsa austenitic stainless.
Litlamorao tsa mocheso tse bakoang ke kalafo ea mocheso le welding ha li na phello e nyane ho thepa ea mochini ea litšepe tse sa hloekang tsa austenitic.Leha ho le joalo, ho sebetsa ka mokhoa o batang ho ka ntlafatsa thepa ea mochini oa litšepe tse sa hloekang tsa austenitic, joalo ka matla le boima.Ha o kobeha le ho etsa liphaephe ho tloha tšepe e sa hloekang ea austenitic, thepa ea bona ea mochine e fetoha, ho kenyelletsa le ho fokotseha ha polasetiki ea thepa.
Haeba tšepe e sa hloekang ea austenitic e hloka ho etsoa ha serame, tharollo ea annealing (ho futhumatsa hoo e ka bang 1045 ° C e lateloa ke ho tima kapa ho pholile ka potlako) ho tla tsosolosa thepa ea mochine ho boleng ba eona ba pele.E tla boela e felise karohano ea alloy, sensitization le sigma phase e fihlelletsoeng kamora ho sebetsa ka serame.Ha o etsa annealing ea tharollo, hlokomela hore ho pholisa ka potlako ho ka khutlisetsa khatello ea maikutlo ka har'a thepa haeba e sa sebetsoe hantle.
Sheba litafole GR-2.1.1-1 Piping and Tubing Assembly Specification Index le GR-2.1.1-2 Piping Material Specification Index ho ASME B31 bakeng sa khetho ea thepa e amohelehang bakeng sa tšebeletso ea H2.liphaephe ke sebaka se setle sa ho qala.
Ka boima bo tloaelehileng ba athomo ea 1.008 atomic mass units (amu), hydrogen ke ntho e bobebe le e nyenyane ka ho fetisisa tafoleng ea periodic, 'me ka hona e na le tšekamelo e phahameng ea ho lutla, ka liphello tse ka' nang tsa senya, nka eketsa.Ka hona, tsamaiso ea lipeipi tsa khase e tlameha ho raloa ka tsela e tla fokotsa likhokahano tsa mofuta oa mochini le ho ntlafatsa likhokahano tse hlileng li hlokahalang.
Ha o fokotsa menyetla e ka bang teng ea ho lutla, sistimi e lokela ho ts'oaroa ka botlalo, ntle le likhokahano tse nang le flanged holim'a lisebelisoa, likarolo tsa liphaephe le lisebelisoa.Maqhama a likhoele a lokela ho qojoa ka hohle kamoo ho ka khonehang, haeba e se ka botlalo.Haeba likhokahano tsa likhoele li ke ke tsa qojoa ka lebaka lefe kapa lefe, ho khothaletsoa ho li kopanya ka botlalo ntle le sealant ea khoele ebe o tiisa weld.Ha o sebelisa peipi ea tšepe ea carbon, manonyeletso a liphaephe a tlameha ho tšeloa butt le ho hloekisoa mocheso oa poso (PWHT).Ka mor'a ho cheselletsa, liphaephe tse sebakeng se amehileng ke mocheso (HAZ) li pepesehela tlhaselo ea hydrogen esita le mocheso o potolohileng.Le hoja tlhaselo ea hydrogen e etsahala haholo-holo ka mocheso o phahameng, sethala sa PWHT se tla fokotsa ka ho feletseng, haeba se sa felise, monyetla ona esita le tlas'a maemo a tikoloho.
Ntho e fokolang ea tsamaiso eohle ea weld ke khokahanyo ea flange.Ho etsa bonnete ba hore ho na le tekanyo e phahameng ea ho tiea ha li-flange, li-gaskets tsa Kammprofile (setšoantšo sa 4) kapa mofuta o mong oa li-gaskets li lokela ho sebelisoa.E entsoe ka mokhoa o batlang o tšoana ke baetsi ba 'maloa, pad ena e tšoarela haholo.E na le mehele ea tšepe e nang le meno e kopantsoeng pakeng tsa thepa e tiisang e bonolo, e senyehang.Meno a lebisa tlhokomelo mojaro oa bolt sebakeng se senyenyane ho fana ka ho lekana ka thata le khatello e fokolang.E entsoe ka tsela eo e ka khonang ho lefella libaka tse sa tšoaneng tsa flange hammoho le maemo a sebetsang a fetohang.
Setšoantšo sa 4. Li-gaskets tsa Kammprofile li na le mokokotlo oa tšepe o kopantsoeng ka mahlakoreng ka bobeli ka ho tlatsa bonolo.
Ntho e 'ngoe ea bohlokoa botšepehing ba tsamaiso ke valve.Ho lutla ho pota-potileng stem seal le li-flange tsa 'mele ke bothata ba sebele.Ho thibela sena, ho kgothaletswa ho khetha valve e nang le seal bellows.
Sebelisa 1 inch.Sekolo sa 80 carbon steel pipe, mohlaleng oa rona o ka tlase, ha re fuoa mamello ea tlhahiso, kutu le mamello ea mechine ho latela ASTM A106 Gr B, khatello e phahameng e lumelletsoeng ea ho sebetsa (MAWP) e ka baloa ka mehato e 'meli ka mocheso ho fihlela ho 300 ° F (Hlokomela : Lebaka la "… tekanyo ha mocheso o feta 300ºF.(S), kahoo Equation (1) e hloka Fetola mocheso ho feta 300ºF.)
Ha ho buuoa ka foromo (1), mohato oa pele ke ho bala phaephe ea ho phatloha ho hoholo ha maikutlo.
T = botenya ba lebota la phala ho tloswa ha mochini, kutu le mamello ea tlhahiso, ka lisenthimithara.
Karolo ea bobeli ea ts'ebetso ke ho bala khatello e phahameng e lumelletsoeng ea ho sebetsa Pa ea liphaephe ka ho sebelisa ntlha ea polokeho S f ho sephetho sa P ho latela equation (2):
Kahoo, ha u sebelisa 1 ″ lisebelisoa tsa sekolo 80, khatello e phatlohileng e baloa ka tsela e latelang:
Sf ea 4 ea polokeho e tla sebelisoa ho latela Litlhahiso tsa ASME Pressure Vessel Karolo ea VIII-1 2019, Serapa sa 8. UG-101 e baloang ka tsela e latelang:
Boleng bo hlahisoang ke MAWP ke 810 psi.inch e bua ka phala feela.Khokahano ea flange kapa karolo e nang le tekanyo e tlaase ka ho fetisisa tsamaisong e tla ba eona ntho e khethollang khatello e amohelehang tsamaisong.
Ho latela ASME B16.5, khatello e phahameng e lumelletsoeng ea ho sebetsa bakeng sa lisebelisoa tse 150 tsa carbon steel flange ke 285 psi.inch ho -20°F ho isa ho 100°F.Sehlopha sa 300 se na le khatello e phahameng e lumelletsoeng ea ho sebetsa ea 740 psi.Ena e tla ba ntlha ea moeli oa khatello ea tsamaiso ho latela mohlala oa boitsebiso bo ka tlase.Hape, feela litekong tsa hydrostatic, boleng bona bo ka feta makhetlo a 1.5.
E le mohlala oa lintlha tsa motheo tsa lisebelisoa tsa carbon steel, tlhaloso ea mohala oa tšebeletso ea khase ea H2 e sebetsang mochesong o ka tlase ho khatello ea moralo oa 740 psi.inch, e ka 'na ea ba le litlhoko tsa thepa tse bontšitsoeng ho Lethathamo la 2. Tse latelang ke mefuta e ka hlokang tlhokomelo e kenyelelitsoeng ho litlhaloso:
Ntle le liphaephe ka boeona, ho na le likarolo tse ngata tse etsang tsamaiso ea liphaephe tse kang li-fittings, li-valve, lisebelisoa tsa mohala, joalo-joalo.Sengoloa sena.