Το ίδιο το υδρογόνο δεν διαβρώνει τα μέταλλα, ωστόσο η καταστροφική του δύναμη λειτουργεί σε ένα αόρατο μικροεπίπεδο. Όταν το υδρογόνο υψηλής πίεσης έρχεται σε επαφή με μέταλλο, τα άτομα υδρογόνου διεισδύουν στο μεταλλικό πλέγμα, μειώνοντας την σκληρότητα του υλικού και προκαλώντας ξαφνική ρωγμή του εξαρτήματος σε τάσεις πολύ κάτω από τα όρια σχεδιασμού. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως ευθραυστότητα υδρογόνου. Για σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου που λειτουργούν στα 70 MPa (700 bar), η ευθραυστότητα του υδρογόνου είναι ένας κρίσιμος κίνδυνος που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι μηχανικοί εξοπλισμού.
Πώς εμφανίζεται η ευθραυστότητα του υδρογόνου;
Τα μόρια του υδρογόνου διασπώνται σε άτομα υδρογόνου σε μεταλλικές επιφάνειες και διαχέονται προς τα μέσα μέσω των δικτυωτού κενών. Αυτά τα άτομα συσσωρεύονται σε μικροελαττώματα όπως τα όρια των κόκκων και οι εξαρθρώσεις. Μόλις η τοπική συγκέντρωση υδρογόνου φτάσει σε ένα κρίσιμο όριο, το μέταλλο υφίσταται απότομη πτώση της αντοχής σε θραύση. Οι μικρορωγμές ξεκινούν και διαδίδονται γρήγορα ακόμη και εντός των επιτρεπόμενων εύρους τάσεων σχεδιασμού, με αποτέλεσμα απροσδόκητο εύθραυστο κάταγμα.
Ποια υλικά μπορούν να αντισταθούν στο υδρογόνο υψηλής πίεσης;
Η αντοχή ενός υλικού στην ευθραυστότητα του υδρογόνου καθορίζεται κυρίως από την κρυσταλλική του δομή και τη μηχανική του αντοχή: Ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας (π.χ.. 316L): Η κρυσταλλική δομή με επίκεντρο το πρόσωπο προσφέρει καλή ανοχή σε υδρογόνο. ευρέως υιοθετημένο για συστήματα υδρογόνου υψηλής πίεσης.
Κράματα αλουμινίου: Εξαιρετική αντοχή στην ευθραυστότητα του υδρογόνου με βασικό πλεονέκτημα τη χαμηλή πυκνότητα, ιδανικό για ελαφριά σχέδια. Χάλυβες υψηλής αντοχής και μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες: Υψηλή ευαισθησία στην ευθραυστότητα του υδρογόνου. πρέπει να αποφεύγεται υπό συνθήκες υδρογόνου υψηλής πίεσης.
Εκτός από την επιλογή υλικού, η μείωση της υπολειπόμενης εσωτερικής καταπόνησης των εξαρτημάτων, η βελτιστοποίηση των διαδικασιών διαμόρφωσης και επιφάνειας και η εξάλειψη των αιχμηρών γωνιών που προκαλούν συγκέντρωση τάσεων μπορεί να μετριάσει τους κινδύνους ευθραυστότητας του υδρογόνου.
Σειρά VIGOR Hydrogen: Σχεδιασμός Προϊόντος κατά της Ευθραυστότητας του Υδρογόνου
Όλα τα προϊόντα που επικεντρώνονται στο υδρογόνο VIGOR έχουν σχεδιαστεί με γνώμονα τον μετριασμό της ευθραυστότητας του υδρογόνου: VSR‑9 Ρυθμιστής υδρογόνου ενός σταδίου: 316 λίτρα / επιμεταλλωμένο σώμα αλουμινίου εξισορροπεί τη συμβατότητα με υδρογόνο και την ελαφριά απόδοση. Είσοδος: 350 / 700 bar; Έξοδος: 8-30 bar; Τιμή Cv: 0,5. VSR‑92 Ρυθμιστής υδρογόνου δύο σταδίων: Σώμα από κράμα αλουμινίου για μείωση βάρους. Έξοδος: 2-10 bar; Cv τιμή: 0,17. Κατάλληλο για εφαρμογές ευαίσθητες στο βάρος, όπως τροφοδοσία υδρογόνου και πάγκοι δοκιμής κυψελών καυσίμου. Εξοπλισμένο με εξαρτήματα στεγανοποίησης βελτιστοποιημένα για υδρογόνο υψηλής πίεσης, σε συνδυασμό με αισθητήρα πίεσης αντιεκρηκτικό VPT (Exd II CT6). Παρέχει πολυεπίπεδη προστασία ασφαλείας για σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου, εγκαταστάσεις δοκιμών κυψελών καυσίμου και συστήματα παροχής αερίου επί του οχήματος.
Τρεις πρακτικές συστάσεις για χρήστες συστημάτων υδρογόνου
Ποτέ μην αντικαθιστάτε ειδικούς για υδρογόνο ρυθμιστές με ρυθμιστές αερίου γενικής χρήσης. Οι μονάδες με βαθμολογία υδρογόνου έχουν κατασκευαστεί ειδικά για την επιλογή υλικού, τη δομική σχεδίαση και τα χαρακτηριστικά ροής για την υπηρεσία υδρογόνου.
Δώστε προσοχή στη συγκέντρωση καταπόνησης και την κόπωση από κραδασμούς στους αρμούς σύνδεσης. Διεξάγετε τακτικές επιθεωρήσεις σε βαλβίδες και αγωγούς υψηλής πίεσης.
Για έργα υδρογόνου υψηλής πίεσης, επιλέξτε επωνυμίες με αποδεδειγμένη εμπειρία σχεδιασμού συμβατότητας με υδρογόνο και σχετικές πιστοποιήσεις.
Η ασφάλεια του υδρογόνου έγκειται σε κάθε λεπτομέρεια της επιλογής υλικού. Τα μετρητές πίεσης και τα σώματα βαλβίδων είναι απτό υλικό, ενώ ο ανταγωνισμός σε μικροκλίμακα μεταξύ ατόμων υδρογόνου και μεταλλικών υλικών συνεχίζεται συνεχώς. Η σωστή επιλογή υλικού και ο σχεδιασμός του προϊόντος αποτελούν την πιο ζωτική άμυνα ενάντια στην ευθραυστότητα του υδρογόνου.
