某日,我司氢循环测试系统在进行使用性能测试过程中,系统界面报警提示“(中控室)防爆间氢气浓度高报警”,系统自动排空。随后,试验人员立即通知中控室和公司相关人员,试验人员进入实验室内进行排查,由于管路温度低(-40℃)导致无法管路检漏,使用氢检仪确认了大致部位,经过制定排查方案后,使用氮气进行系统增压,最终巡查发现为高压管路突发破裂导致。
这类事故也可能出现在其它涉氢现场,那么不管是针对在储氢系统或是涉氢使用的高压设备及附属管路,我们特嗨通过这一案例,对管路的安全使用性能做过哪些测试?以及针对设备及管路做过哪些性能探究?下面让我们进行讲解分享!
在氢能源相关产品的逐渐增多的同时,储氢、输氢所用的管件材料的可靠性能,也成为非常重要的一部分,但伴随着氢气的一些相关特性,也给我们带来了一些困难,如不同介质、压力、温度、材料成分等方面的影响196体育,都需要我们去克服。
以上述储氢气瓶的使用性能试验为例,根据标准GB 35544-2007 6.2.16中要求,以环境温度划分,常温和极限温度气压循环试验主要分为低温工况、常温工况及高温工况;结合部分试验项目介质温度划分为低温+高压工况和常温+高压工况。这里以低温+高压工况为例,将对发生过氢气泄漏的问题管路进行详细分析。
从以下化学元素成分方面针对管道使用工况、金相组织、断口形貌等进行分析,以寻找问题真因。
(1)对断口宏观形貌分析发现,内部裂纹较外部裂纹长,且有延伸趋势,说明裂纹是由内向外扩张。
(2)泄漏管路经微观试验分析发现,原始裂纹区域,属脆性断裂,无韧窝特征、无氢脆和贝纹线等特征,因此裂纹非过载和疲劳断裂。
(3)对断口进行金相试验发现管体材料内部有形变马氏体存在,管体通过验证有轻微磁性。
对泄漏管路开展宏观及微观分析后,我们进一步对管路进行了材料成分分析,根据元素成分含量得出,Ni含量基本满足涉氢管道标准要求。但根据国标GB/T 50516-2010《加氢站技术规范》2021年版中要求,选用的奥氏体不锈钢材料其镍含量应大于12%,镍当量不应小于28.5%,根据Ni当量计算公示(Ni当量=Ni+12.6C+1.05Mn+0.65Cr+0.98Mo+0.35Si),得出Ni当量=23.8。
通过奥氏体稳定性指标之一的Ni当量与氢气影响RRA之间对应关系进行分析,得出RRA值约为0.4,所以该泄漏管路的Ni当量不能满足国标GB/T 13296-2013中的要求,也表明抗拉强度受低温氢气影响较大,表明该泄漏管路不满足低温高压氢气工况的使用。
(1)Ni当量须满足GB/T 50516-2010要求196体育,氢气管道的使用需区分常温低压与常温高压氢气工况,根据使用经验制定不同的检查和报废标准。
①管路材料投入使用前需做好安装监督检验,管路材料入场前应进行硬度、化学成分、磁性等项目的抽样检测;
②通过特殊设备检验机构按照一定的时间周期进行定期检验,定期(例如涉氢管路使用时长3000h后)进行PT、RT的无损检测,并且根据法规TSG D7005-2018中要求,压力管道首检周期不超过3年;
③定期自行检查则需要月度检查和年度检查,针对管路、安全管理及运行情况进行检测。
近四年的涉氢运行中,特嗨氢能检测还有哪些值得分享的典型失效案例?还有哪些可以让氢能行业在发展过程中少走的“弯路”?
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