Page 44 - Дисертація ГРЕДІЛЬ_ФМІ
P. 44
44
проникненню [1]. Водень пришвидшує ріст тріщин у конструкціях, які
піддаються циклічним навантаженням, зокрема, в трубопроводах, при
цьому втомні тріщини можуть поширюватися під впливом водню навіть при
відносно низьких його парціальних тисках (<1 МПа) [1, 14, 15, 40], що
вважають одним із основних чинників деградації сталі трубопроводу, що
транспортує водень. Поглинутий водень дифундує в області з високою
концентрацією напружень (наприклад, вершина тріщини певного дефекту)
[27, 28] і локально впливає на опір зовнішнім або внутрішнім
навантаженням.
Отже, як свідчать літературні дані, перехід існуючої мережевої
інфраструктури природного газу до транспортування та зберігання водню
відіграє важливу роль у глобальній декарбонізації енергетичної галузі.
Однак поглинання водню трубопровідною сталлю може призвести до
зниження пластичності, особливо за наявності концентрарів напружень.
Водень знижує опірність сталей до руйнування, зокрема, крихкого, що
робить їх схильними до поширення тріщин під статичним навантаженням.
Крім того, через коливання температури, тиску газу та прикладених
навантажень на конструкцію трубопроводу водень може пришвидшувати
ріст утомних тріщин (навіть при його відносно низьких парціальних тисках).
Таким чином, впровадження водню в енергетичну галузь вимагає
попереднього обгрунтування придатності для експлуатації існуючих систем
трубопроводів для транспортування природного газу, які первинно не були
спроєктовані для транспортування газоподібного водню під тиском, вимагає
попереднього підтвердження їх придатності для такої експлуатації. Окрім
того, наявні стандарти потребують адаптації, щоб врахувати
перепрофілювання газопроводів для транспортування водню [11, 18].
Ступінь ВО трубопровідної сталі газоподібним воднем залежить від
низки чинників, серед яких механічні параметри (рівень навантаження та
частота циклів), характеристики матеріалу (мікроструктура, хімічний склад
і наявність зварних швів) та робочого середовища (температура, склад газу
