酸性ガスと使用環境が水素に及ぼす影響-LSAW パイプの亀裂誘発

1. サービス環境における水素暴露

表 1: 環境と水素侵入速度の関係

表 2: 電気防食レベルと水素のリスク

2. 酸性ガス中の亀裂の形態LSAWライン

2.1 溶接ルートの優位性

2.1.1 根亀裂の伸展パターン

サワーガス LSAW ライン内の亀裂は通常、溶接ルートから発生し、水素応力の相乗効果により内圧面に向かって伝播します。{0}}

2.1.2 ブリスター-による横方向の故障

介在物または HAZ ボイドに沿った水素ガスの再結合により、局所的なセグメント横断ブリスターが形成される可能性があり、これにより横方向のサブ亀裂が発生し、その後引張操作応力下で縦方向に変化します。-

2.2 局所的な水素圧力の影響

サワーガスパイプラインは、たとえパイプラインの動作ストレスだけが中程度であっても、ボイドトラップ-内で水素ガスの再結合を誘発し、局所的なストレスを形成します。

3. 複合応力-サービス中の水素相互作用

3.1 内圧負荷＋水素

縦方向の継ぎ目に拡散した水素は、LSAW サービス内の内部流体圧力負荷と重大な結合を起こし、応力下で準劈開脆性継ぎ目の破壊を引き起こします。{0}

3.2 外部負荷と水素の相乗効果

地形、溶接残留応力、パイプ埋没応力、または圧力変動サイクルからの外部荷重により、水素を含まない金属マトリックスよりも早く、水素による亀裂促進の相乗効果が容易に得られます。{0}{1}

4. 環境予防・検査戦略

4.1 水素の侵入をブロックするコーティング

水素や酸の輸送に使用されるパイプの外側には、原子状水素の侵入を遅らせるために、FBE または酸性拡散防止コーティングが施されることがよくあります。{0}}

4.2 水素パイプラインの検査に関する考慮事項

業界のベスト プラクティスでは、多くの場合、水素または H₂S 環境に出荷される LSAW パイプの超音波はしご-亀裂レビュー → ルート ノッチ スキャン → HAZ 表面下のブリスター チェック → 水素含有量サンプル スクリーニング → 圧力サイクル シミュレーションのコンプライアンスが要求されます。

4.3 長期的な産業業績の期待-

コーティングによって水素の侵入が遅くなり、ベーキングによって溶接残留応力が平衡化され、プレート溶解段階で介在物が減少すると、酸性ガスや陰極で保護されたライン内であっても、サービス パイプラインの寿命が大幅に向上します。-