1. Esposizione all'idrogeno negli ambienti di servizio
1.1 Gas acido: reazione H₂S-idrogeno guidato
L'assorbimento di idrogeno nelle tubazioni saldate spesso accelera in modo esponenziale all'interno di ambienti acidi ricchi di H₂S-. L'H₂S si decompone sulla superficie dell'acciaio, formando idrogeno atomico che si diffonde rapidamente nei cordoni di saldatura longitudinali.
1.2 Corrosione e produzione di idrogeno
La corrosione umida forma H sulle superfici di acciaio tramite riduzione elettrochimica. L'esposizione alla corrosione a lungo termine-è quindi una fonte continua di idrogeno nelle condutture di servizio dei prodotti LSAW.
1.3 Protezione catodica-Carica dell'idrogeno indotta
Sebbene la protezione catodica rallenti la velocità di corrosione, produce contemporaneamente idrogeno sulle superfici di acciaio tramite riduzione - diventando ironicamente una fonte secondaria di "carica" dell'idrogeno per la direzione della giunzione saldata LSAW.
Tabella 1: Ambiente e velocità di ingresso dell'idrogeno
| Ambiente di servizio | Velocità di ingresso dell'idrogeno | Regione HIC comune | Frequenza di ispezione |
|---|---|---|---|
| Dolce gas naturale | Basso | Raro | 2–3 anni |
| Linea corrosiva umida | Medio | Sottosuperfici ZTA | 6-12 mesi |
| Linea H₂S gas acido | Molto alto | Radice di saldatura, fusione | 3–6 mesi |
| Linea Sour protetta catodica- | Alto | Percorso longitudinale della cucitura | 3–6 mesi |
Tabella 2: Livello di protezione catodica rispetto al rischio idrogeno
| Potenziale di protezione | Protezione dalla corrosione | Generazione di idrogeno | Rischio HIC complessivo |
|---|---|---|---|
| −0.8 V | Bene | Medio | Medio |
| −1.0 V | Molto bene | Alto | Alto |
| −1.2 V | Protezione-eccessiva | Molto alto | Molto alto |
2. Morfologia delle cricche nel gas acidoLSAWLinee
2.1 Dominanza della radice di saldatura
2.1.1 Modelli di estensione delle crepe alla radice
Le crepe all'interno delle linee LSAW del gas acido hanno generalmente origine nelle radici di saldatura e si propagano verso la faccia di pressione interna a causa della sinergia di stress- dell'idrogeno.
2.1.2 Guasti trasversali causati da blister-
La ricombinazione del gas idrogeno lungo le inclusioni o i vuoti della ZTA può formare bolle locali trans-segmentali, che creano sottofessure trasversali-che successivamente diventano longitudinali sotto stress operativo di trazione.
2.2 Effetto della pressione locale dell'idrogeno
I gasdotti acidi inducono la ricombinazione del gas idrogeno all'interno di trappole vuote - formando tensioni locali anche se lo stress operativo del gasdotto da solo è moderato.
3. Interazione combinata di stress-idrogeno nel servizio
3.1 Carico di pressione interna + idrogeno
L'idrogeno diffuso nelle giunture longitudinali si combina in modo critico con il carico di pressione del fluido interno all'interno del servizio LSAW causando una frattura fragile della giuntura quasi-scollata sotto stress.
3.2 Carico esterno e sinergia dell’idrogeno
I carichi esterni derivanti dal terreno, lo stress residuo della saldatura, lo stress di seppellimento dei tubi o i cicli di variazione della pressione consentono facilmente una sinergia di cracking assistita da idrogeno prima che nelle matrici metalliche prive di idrogeno.
4. Strategia di prevenzione e ispezione ambientale
4.1 Rivestimenti per bloccare l'ingresso di idrogeno
Gli esterni dei tubi utilizzati nel trasporto dell'idrogeno o dell'acido spesso ricevono rivestimenti FBE o anti-diffusione acida per rallentare l'ingresso dell'idrogeno atomico.
4.2 Considerazioni sull'ispezione per le condutture dell'idrogeno
Le migliori pratiche industriali spesso richiedono analisi delle crepe tramite scala a ultrasuoni-→ scansione dell'intaglio → controllo delle bolle nel sottosuolo della ZTA → screening del campione di contenuto di idrogeno → conformità con la simulazione del ciclo di pressione per tubi LSAW spediti in ambienti con idrogeno o H₂S.
4.3 Aspettative sui risultati industriali a lungo termine-
Una volta che l'ingresso dell'idrogeno viene rallentato tramite i rivestimenti, lo stress residuo della saldatura viene equilibrato tramite la cottura e le inclusioni vengono ridotte nella fase di fusione della piastra, la durata della pipeline di servizio migliora notevolmente per le catene di trasporto dell'idrogeno - anche all'interno di linee di gas acido o -protette catodica.
