1. Tiếp xúc với hydro trong môi trường dịch vụ
1.1 Khí chua: Phản ứng H₂S-Hydro được điều khiển
Sự hấp thụ hydro trong đường ống hàn thường tăng tốc theo cấp số nhân trong môi trường chua giàu H₂S{0}}. H₂S phân hủy trên bề mặt thép, tạo thành hydro nguyên tử khuếch tán nhanh chóng vào các mối hàn dọc.
1.2 Ăn mòn và tạo ra hydro
Ăn mòn ướt hình thành H trên bề mặt thép thông qua quá trình khử điện hóa. Do đó, việc tiếp xúc với sự ăn mòn trong thời gian dài{1}}là nguồn hydro đang diễn ra trong đường ống vận hành của các sản phẩm LSAW.
1.3 Bảo vệ catốt-Sạc hydro cảm ứng
Mặc dù bảo vệ ca-tốt làm chậm tốc độ ăn mòn nhưng nó đồng thời tạo ra hydro trên bề mặt thép thông qua quá trình khử - trớ trêu thay lại trở thành nguồn "sạc" hydro thứ cấp cho hướng đường hàn LSAW.
Bảng 1: Môi trường và tốc độ xâm nhập hydro
| Môi trường dịch vụ | Tốc độ đầu vào hydro | Vùng HIC chung | Tần suất kiểm tra |
|---|---|---|---|
| Khí thiên nhiên ngọt ngào | Thấp | Hiếm | 2–3 năm |
| Đường ăn mòn ướt | Trung bình | bề mặt HAZ | 6–12 tháng |
| Dòng khí chua H₂S | Rất cao | Gốc mối hàn, sự kết hợp | 3–6 tháng |
| Cathodic-Dòng axit được bảo vệ | Cao | Đường may dọc | 3–6 tháng |
Bảng 2: Mức độ bảo vệ catốt và rủi ro hydro
| Tiềm năng bảo vệ | Bảo vệ chống ăn mòn | Sản xuất hydro | Rủi ro HIC tổng thể |
|---|---|---|---|
| −0.8 V | Tốt | Trung bình | Trung bình |
| −1.0 V | Rất tốt | Cao | Cao |
| −1.2 V | Trên{0}}bảo vệ | Rất cao | Rất cao |
2. Hình thái vết nứt trong khí chuaLSAWdòng
2.1 Ưu thế gốc mối hàn
2.1.1 Các mẫu mở rộng Root Crack
Các vết nứt bên trong đường ống LSAW khí chua thường bắt nguồn từ gốc mối hàn và lan truyền về phía bề mặt áp suất bên trong do tác dụng tổng hợp ứng suất-hydro.
2.1.2 Vết phồng rộp-Thất bại theo chiều ngang
Sự tái hợp khí hydro dọc theo các thể vùi hoặc các lỗ rỗng HAZ có thể hình thành các vết phồng rộp-phân đoạn cục bộ, tạo ra các vết nứt phụ ngang-sau đó chuyển thành vết nứt dọc dưới ứng suất vận hành kéo.
2.2 Hiệu ứng áp suất hydro cục bộ
Các đường ống dẫn khí chua gây ra sự tái hợp khí hydro bên trong bẫy trống - tạo thành ứng suất cục bộ ngay cả khi chỉ riêng ứng suất vận hành đường ống là vừa phải.
3. Ứng suất kết hợp-Tương tác hydro trong dịch vụ
3.1 Tải áp suất bên trong + Hydro
Hydro khuếch tán vào các đường nối dọc kết hợp nghiêm trọng với tải áp suất chất lỏng bên trong bên trong dịch vụ LSAW gây ra vết nứt gần như nứt ở đường nối dưới áp lực.
3.2 Tải trọng bên ngoài và sức mạnh tổng hợp của hydro
Tải trọng bên ngoài từ địa hình, ứng suất dư khi hàn, ứng suất chôn trong ống hoặc chu kỳ biến đổi áp suất dễ dàng tạo ra sức mạnh tổng hợp tạo ra vết nứt được hỗ trợ bằng hydro sớm hơn so với trong ma trận kim loại không có hydro.
4. Chiến lược phòng ngừa và kiểm tra môi trường
4.1 Lớp phủ ngăn chặn sự xâm nhập của hydro
Bên ngoài đường ống được sử dụng trong vận chuyển hydro hoặc chua thường có lớp phủ FBE hoặc lớp phủ khuếch tán chống axit để làm chậm quá trình xâm nhập của hydro nguyên tử.
4.2 Những lưu ý khi kiểm tra đường ống dẫn hydro
Phương pháp thực hành tốt nhất trong công nghiệp thường yêu cầu thang siêu âm-đánh giá vết nứt → quét vết khía gốc → kiểm tra vết phồng rộp dưới bề mặt HAZ → sàng lọc mẫu hàm lượng hydro → tuân thủ mô phỏng chu trình áp suất đối với ống LSAW được vận chuyển vào môi trường hydro hoặc H₂S.
4.3-Kỳ vọng dài hạn về kết quả công nghiệp
Sau khi quá trình xâm nhập của hydro bị chậm lại thông qua lớp phủ, ứng suất dư của mối hàn được cân bằng thông qua quá trình nướng và tạp chất giảm ở giai đoạn nóng chảy tấm, tuổi thọ của đường ống dịch vụ sẽ cải thiện đáng kể đối với chuỗi vận chuyển hydro - ngay cả bên trong các đường ống được bảo vệ bằng khí chua hoặc ca-tốt{1}}.
