Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 3

Wpływ wodoru na stale konstrukcyjne stosowane w sprzęcie i urządzeniach do jego transportu i magazynowania

Effect of hydrogen on structural steels used in equipment and devices for its transport and storage

10.15199/62.2024.3.11

nr katalogowy: 147832
10.15199/62.2024.3.11

Streszczenie

Przegląd literatury dotyczący wpływu wodoru na wyroby stalowe. Opisano proces korozji rur, podstawowe rodzaje uszkodzeń stali wywoływane przez wodór oraz główne czynniki wpływające na kruchość wodorową, takie jak m.in. mikrostruktura, właściwości mechaniczne, charakter granicy ziaren, tekstura krystalograficzna, wtrącenia i wydzielenia oraz temperatura. Mechanizmy niszczenia wodorowego przedstawiono za pomocą dwóch modeli: dekohezji wzmocnionej wodorem HEDE oraz miejscowego odkształcenia plastycznego pod wpływem wodoru HALP. Zwrócono także uwagę na warunki niezbędne do inicjacji i propagacji pęknięć HIC.

Abstract

A review, with 53 refs., on the fundamentals of the H2 corrosion process, the types of steel damage caused by H2 , and the main factors affecting H2 embrittlement, such as the material’s microstructure, mech. properties, the nature of the grain boundary, crystallographic texture, inclusions and precipitates, and temp. Two models of the H2 destruction mechanism were presented. Attention was also paid to the conditions necessary for the initiation and propagation of H2 -induced cracking.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] A. Price, Electrochemical energy storage for renewable sources and grid balancing, Elsevier, 2015.
[2] P. Breeze, Power system energy storage technologies, Academic Press, 2018.
[3] B.J. Lowesmith, G. Hankinson, C. Spataru, M. Stobbart, Int. J. Hydrog. Energy 2009, 34, nr 14, 5932.
[4] E. Ohaeri, U. Eduok, J. Szpunar, Int. J. Hydrog. Energy 2018, 43, nr 31, 14584.
[5] M.B. Djukic, V. Sijacki Zeravcic, G.M. Bakic, A. Sedmak, B. Rajicic, Eng. Fail. Anal. 2015, 58, part 2, 499.
[6] B.N. Popov, J.W. Lee, M.B. Djukic, Handbook of environmental degradation of materials, Elsevier, 2018.
[7] API 5L, Specification for line pipe, ed. 42, 2000.
[8] A. Charles, Electrochim. Acta 2003, 48, 1081.
[9] M.L. Martin, P. Sofronis, J. Natural Gas Sci. Eng. 2020, 101, 104547, 1.
[10] B.D.B. Tiu, R.C. Advincula, React. Funct. Polym. 2015, 95, 25.
[11] W. Beck, J.O. Bockris, J. McBreen, L. Nanis, Proc. Math. Phys. Eng. 1966, 290, 220.
[12] M. Al-Mansour, A.M. Alfantazi, M. El-boujdaini, Mater. Des. 2009, 30, nr 10, 4088.
[13] G.P. Tiwari, A. Bose, J.K. Chakravartty, S.L. Wadekar, M.K. Totlani, R.N. Arya, R.K. Fotedar, Mater. Sci. Eng. A 2000, 286, nr 2, 269.
[14] M.S. Cayard, R.D. Kane, R.J. Horvath, Mat. Międzynarodowej Konf. “Corrosion 2002”, Denver, Colorado, 7–11 April, 2002, Paper Number: NACE-02554.
[15] G.K. Mori, J. Feyerl, H. Zitter, Mat. Międzynarodowej Konf. „Corrosion 2002”, Denver, Colorado, 7–11 April, 2002.
[16] H.K.D.H. Bhadeshia, Acta Metall. 1980, 28, nr 8, 1103.
[17] J. Xu, R.D.K. Misra, B. Guo, Z. Jia, L. Zheng, Mater. Sci. Eng. A 2013, 574, 94.
[18] D.P. Dunne, D. Hejazi, A.A. Saleh, A.J. Haq, A. Calka, E.V. Pereloma, Int. J. Hydrog. Energy 2016, 41, nr 28, 12424.
[19] E. Ramirez, J.G. González-Rodriguez, A. Torres-Islas, S. Serna, B. Campillo, G. Dominguez-Patiño, J.A. Juárez-Islas, Corros. Sci. 2008, 50, nr 12, 3534.
[20] D. Hardie, E.A. Charles, A.H. Lopez, Corros. Sci. 2006, 48, nr 12, 4278.
[21] D. Dwivedi, K. Lepková, T. Becker, RSC Adv. 2016, 7, 4580.
[22] V. Venegas, F. Caleyo, T. Baudin, J.H. Espina-Hernandez, J.M. Hallen, Corros. Sci. 2011, 53, nr 12, 3873.
[23] V. Venegas, F. Caleyo, J.M. Hallen, T. Baudin, R. Penelle, Metall. Mater. Trans. A 2007, 38, 1022.
[24] V. Venegas, F. Caleyo, J.L. González, T. Baudin, J.M. Hallen, R. Penelle, Scr. Mater. 2005, 52, nr 2, 147.
[25] V. Venegas, F. Caleyo, T. Baudin, J.M. Hallen, R. Penelle, Corros. Sci. 2009, 51, nr 5, 1140.
[26] D. Li, R.P. Gangloff, J.R. Scully, Metall. Mater. Trans. A 2004, 35, 849.
[27] T.Y. Jin, Z.Y. Liu, Y.F. Cheng, Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, nr 15, 7667.
[28] M.A. Mohtadi-Bonab, M. Eskandari, Eng. Fail. Anal. 2017, 79, 351.
[29] M.A. Mohtadi-Bonab, M. Eskandari, R. Karimdadashi, J.A. Szpunar, Met. Mater. Int. 2017, 23, 726.
[30] M. Zhou, H. Yu, Int. J. Miner. Metall. Mater. 2012, 19, 805.
[31] G. Domizzi, G. Anteri, J. Ovejero-García, Corros. Sci. 2001, 43, nr 2, 325.
[32] P.C. Okonkwo, M.H. Sliem, R.A. Shakoor, A.M.A. Mohamed, A.M. Abdullah, J. Mater. Eng. Perform. 2017, 26, 3775.
[33] N. Shohoji, J. Mater. Sci. 1986, 21, 2147.
[34] A. Barnoush, H. Vehoff, Acta Mater. 2010, 58, nr 16, 5274.
[35] E. Villalba, A. Atrens, Eng. Fail. Anal. 2009, 16, nr 1, 164.
[36] K.O. Findley, M.K. O’Brien, H. Nako, Mater. Sci. Technol. 2015, 31, nr 14, 1673.
[37] H.J. Grabke, F. Gehrmann, E. Riecke, Steel Res. Int. 2001, 72, nr 5–6, 225.
[38] S.P. Lynch, Mat. Międzynarodowej Konf. “Corrosion 2007”, Nashville, Tennessee, 11–15 March, 2007, Paper Number: NACE-07493.
[39] A.R. Troiano, Metallogr. Microstruct. Anal. 2016, 5, 557.
[40] I.H. Katzarov, A.T. Paxton, Phys. Rev. Mater. 2017, 1, nr 3, 033603.
[41] H.K. Birnbaum, P. Sofronis, Mater. Sci. Eng. A 1994, 176, nr 1–2, 191.
[42] F. Terasaki, H. Ohtani, A. Ikeda, M. Nakanishi, Proc. Inst. Mech. Eng. A: J. Power Energy 1986, 200, nr 3, 141.
[43] Y. Sun, F. Cheng, Int. J. Hydrogen Energy 2021, 46, nr 44, 10205.
[44] R.A. Oriani, Acta Metall. 1970, 18, nr 1, 147.
[45] Y. Yang, L. Shi, Z. Xu, H. Lu, X. Chen, X. Wang, Eng. Fract. Mech. 2015, 148, 337.
[46] S.S. Babu, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2004, 8, nr 3–4, 267.
[47] T. Fujishiro, T. Hara, J. Sci. Eng. 2018, 74, nr 10, 1054.
[48] RP0475-1991, Selection of metallic materials to be used in all phases of water handling for injection into oil bearing formations.
[49] MR-0175-2000, Petroleum and natural gas industries. Materials for use in H2 S-containing environments in oil and gas production. Part 1. General principles for selection of cracking-resistant materials.
[50] MR-0176-2000, Standard material requirements metallic materials for sucker-rod pumps for corrosive oil field environments.
[51] B. Otzisk, A. Gourzoulidou, F. Dean, K. Bernemann, Petrol. Technol. 2009, 14, nr 3, 79.
[52] I. Thompson, J.R. Saithala, Corros. Eng. Sci. Technol. 2016, 51, 1185.
[53] J.C.B. Bertoncello, L. Simoni, M.R. Tagliari, A. Scheid, M.T.P. Paes, C.E.F. Kwietniewski, Surf. Coating Technol. 2020, 399, 126156.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-3

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma