Vallourec为广泛的氢气应用提供材料认证
FCS流体控制解决方案
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2022-09-26
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        作为各种应用的低排放能源载体,氢气将在能源转型中发挥关键作用。然而,众所周知,氢会影响某些材料的机械性能,这种现象称为氢脆。为确保压缩气态氢的安全运输和储存,必须证明钢材能够耐受此类环境。Vallourec成功地在纯氢气存在的情况下进行了第一系列测试,对OCTG(石油专用管材)管道、管线管和压力容器的选定钢种的抗断裂韧性进行了鉴定。

        氢对钢的机械性能有严重的影响,称为氢脆。这会降低钢的延展性和断裂韧性,并增加钢对疲劳的敏感性,从而产生裂纹,导致氢泄漏到环境中。


        “为了确保我们的钢种能够抵抗氢脆,我们首先测试了涵盖多种氢应用的一系列钢种的抗断裂韧性。” Vallourec氢开发经理Laurent Delattre解释说。“确实,要成功地大规模部署氢气,需要广泛的基础设施,从管道运输到地下大量储存或钢瓶中的少量储存。因此,要获得资格的等级必须涵盖这一应用范围。”

        在纯氢气存在下测试的标准和Vallourec专有等级的首选是:

        X65级,用于管线管,包括由Serimax完成的环形焊缝鉴定

        VM55W级(55ksi专有等级),用于可焊接OCTG管道

        K55级,用于无缝OCTG管道

        VM80S级(80ksi专有级/L80),用于无缝OCTG管道

        34CrMo4级,用于压力容器

        对于这些材料的鉴定过程,Vallourec遵循了美国机械工程师协会(ASME)B31.12选项B对氢管道和管道标准提供的建议和要求,该标准要求所有经过测试的材料都具有氢应力强度因子阈值(KIH)最小为55 MPa√m。Vallourec进行的断裂韧性评估涉及在室温下将疲劳预开裂螺栓负载试样暴露在100 bar的氢气中1000小时。测试过程中使用了K1在134-176 MPa√m范围内的应用。

        这些评估结果表明,所有选定材料的氢应力强度因子阈值KIH均大于67-87 MPa√m,大大高于ASME B31.12要求的55 MPa√m最小值。

        这些结果证明,所有测试材料都适用于100 bar的氢气下的氢气服务。此外,根据SANDIA实验室进行的全面文献回顾,考虑到超过大约50 bar的环境参数的影响非常有限,可以认为这些材料也适用于更高的氢气压力。

        除了断裂韧性测试,Vallourec目前还在进行疲劳裂纹扩展率测试,以便让客户全面了解钢材对氢的疲劳行为。其他管线管和OCTG等级目前也正在测试中,并将逐步添加到不断增长的用于氢气应用的合格Vallourec材料组合中。

        利用结果


        随着氢气项目在全球范围内缓慢但肯定地获得动力,Vallourec正在通过尽可能多地了解其等级对氢气的行为来预测客户的未来需求。


        “我们对这些测试结果的目标是能够为我们的客户提供广泛的材料数据和知识,使他们能够设计和安全地执行他们的氢项目。我们已经有一些客户对我们的资格认证过程表示了兴趣,这证实了我们正朝着正确的方向前进。” Vallourec首席腐蚀工程师Florian Thébault解释说。

        这些鉴定结果与Vallourec参与的HystorIES项目所获得的结果一致。Vallourec的L80和K55等级在多孔介质中更苛刻的腐蚀环境中使用不同的方法成功地进行了测试。作为DNV H2Pipe JIP的一部分,这些测试也符合Vallourec合作制定管道中氢气运输指南的承诺。

        凭借OCTG、管线管和机械等级以及VAM连接的氢气认证,Vallourec已经能够为氢气供应链的大部分环节提供强大的解决方案组合,包括小型、中型和大型的运输和储存数量。

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Vallourec为广泛的氢气应用提供材料认证
访问数:508      日期:2022-09-26      来源:FCS流体控制解决方案      分享到:
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        作为各种应用的低排放能源载体,氢气将在能源转型中发挥关键作用。然而,众所周知,氢会影响某些材料的机械性能,这种现象称为氢脆。为确保压缩气态氢的安全运输和储存,必须证明钢材能够耐受此类环境。Vallourec成功地在纯氢气存在的情况下进行了第一系列测试,对OCTG(石油专用管材)管道、管线管和压力容器的选定钢种的抗断裂韧性进行了鉴定。

        氢对钢的机械性能有严重的影响,称为氢脆。这会降低钢的延展性和断裂韧性,并增加钢对疲劳的敏感性,从而产生裂纹,导致氢泄漏到环境中。


        “为了确保我们的钢种能够抵抗氢脆,我们首先测试了涵盖多种氢应用的一系列钢种的抗断裂韧性。” Vallourec氢开发经理Laurent Delattre解释说。“确实,要成功地大规模部署氢气,需要广泛的基础设施,从管道运输到地下大量储存或钢瓶中的少量储存。因此,要获得资格的等级必须涵盖这一应用范围。”

        在纯氢气存在下测试的标准和Vallourec专有等级的首选是:

        X65级,用于管线管,包括由Serimax完成的环形焊缝鉴定

        VM55W级(55ksi专有等级),用于可焊接OCTG管道

        K55级,用于无缝OCTG管道

        VM80S级(80ksi专有级/L80),用于无缝OCTG管道

        34CrMo4级,用于压力容器

        对于这些材料的鉴定过程,Vallourec遵循了美国机械工程师协会(ASME)B31.12选项B对氢管道和管道标准提供的建议和要求,该标准要求所有经过测试的材料都具有氢应力强度因子阈值(KIH)最小为55 MPa√m。Vallourec进行的断裂韧性评估涉及在室温下将疲劳预开裂螺栓负载试样暴露在100 bar的氢气中1000小时。测试过程中使用了K1在134-176 MPa√m范围内的应用。

        这些评估结果表明,所有选定材料的氢应力强度因子阈值KIH均大于67-87 MPa√m,大大高于ASME B31.12要求的55 MPa√m最小值。

        这些结果证明,所有测试材料都适用于100 bar的氢气下的氢气服务。此外,根据SANDIA实验室进行的全面文献回顾,考虑到超过大约50 bar的环境参数的影响非常有限,可以认为这些材料也适用于更高的氢气压力。

        除了断裂韧性测试,Vallourec目前还在进行疲劳裂纹扩展率测试,以便让客户全面了解钢材对氢的疲劳行为。其他管线管和OCTG等级目前也正在测试中,并将逐步添加到不断增长的用于氢气应用的合格Vallourec材料组合中。

        利用结果


        随着氢气项目在全球范围内缓慢但肯定地获得动力,Vallourec正在通过尽可能多地了解其等级对氢气的行为来预测客户的未来需求。


        “我们对这些测试结果的目标是能够为我们的客户提供广泛的材料数据和知识,使他们能够设计和安全地执行他们的氢项目。我们已经有一些客户对我们的资格认证过程表示了兴趣,这证实了我们正朝着正确的方向前进。” Vallourec首席腐蚀工程师Florian Thébault解释说。

        这些鉴定结果与Vallourec参与的HystorIES项目所获得的结果一致。Vallourec的L80和K55等级在多孔介质中更苛刻的腐蚀环境中使用不同的方法成功地进行了测试。作为DNV H2Pipe JIP的一部分,这些测试也符合Vallourec合作制定管道中氢气运输指南的承诺。

        凭借OCTG、管线管和机械等级以及VAM连接的氢气认证,Vallourec已经能够为氢气供应链的大部分环节提供强大的解决方案组合,包括小型、中型和大型的运输和储存数量。

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