Page 42 - Дисертація ГРЕДІЛЬ_ФМІ
P. 42
42
технології його виготовлення, однак, на основі зібраної статистики [6],
безпечне його застосування в умовах транспортування газо-водневих
сумішей передбачається за умови вмісту водню в газовій суміші не більше
20 %. Водень може поглинатися вуглецевими сталями та окрихчувати їх,
спричиняючи значну втрату пластичності, особливо за наявності
концентраторів напружень [7–10], зокрема, дефектів виробничого та
експлуатаційного характеру. Відомо, що водень пришвидшує ріст тріщин під
циклічним навантаженням [11, 12] знижує в’язкість руйнування [13–15] та,
за високого вмісту, викликає водневе розтріскування (ВР) [1, 8, 16, 17]. Тому
термін експлуатації трубопроводів, що транспортують суміші водню з
природним газом, ймовірно, буде менший у порівнянні з використанням
природного газу.
Вимоги до хімічного складу, термічної обробки та зварюваності для
конструкційних сталей є суворішими для транспортування водню порівняно
з системами природного газу через імовірність водневого окрихчення (ВО)
[5, 18]. Крім того, водень є дуже легкозаймистим з діапазоном займистості в
повітрі 4–75 об.% порівняно з 5,28–15 об.% для метану. Крім того, водень
має значно нижчу енергію займання, ніж метан, а саме 0,018 мДж проти
0,28 мДж [16]. Вибухонебезпечний характер водню може призвести до
серйозної загрози безпеці в разі витоку або пошкодження трубопроводу.
Тому ВО вважають однією з головних проблем у водневій енергетичній
галузі, яка ставить під сумнів довгострокову безпеку, довговічність і
продуктивність існуючих систем трубопроводів.
Незважаючи на довгу історію дослідження ВО, водень все ще
спричиняє непередбачувані руйнування у значній кількості об’єктів
критичної інфраструктури, серед яких трубопроводи, резервуари для
зберігання, паливні елементи, атомні та теплові електростанції, вітрові
турбіни, портальні крани тощо [19–25]. На ступінь окрихчення воднем
конструкційних елементів впливає низка виробничих та експлуатаційних
чинників, зокрема, мікроструктура матеріалу та його склад, а також
