A hidrogén hatása a földgázszállító csőtávvezetékek integritására

Article Sidebar

PDF
Megjelent: jún 21, 2023
DOI: https://doi.org/10.14232/jtgf.2023.kulonszam.271-286
Kulcsszavak:
hidrogén, csőtávvezetékes szállítás, károsodási mechanizmusok, szerkezetintegritás, X52 acél

Main Article Content

Lukács János
Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar, Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet (Miskolc)
https://orcid.org/0000-0003-1149-1514

Absztrakt

A hidrogén iránti kereslet világszerte nő, következésképpen nő a hidrogén szállítása iránti igény is. Ennek gazdaságos és hatékony formája a csővezetékes szállítás. Tekintettel arra, hogy ezzel párhuzamosan a földgázszállító hálózat kihasználtságának csökkenése prognosztizálható, logikus a rendszer hidrogén tartalmú közeg szállítására való alkalmazásának célkitűzése. Ennek első lépésében a hidrogén földgázba való bekeverése lehet a járható út. Jelen közlemény célja kettős: egyrészt a hidrogén földgázhálózatba való bekeverése kérdéskörének vázlatos áttekintése, másrészt egy acél cső anyagminőség példáján a vonatkozó kihívások megvilágítása. Összefoglalásra kerülnek a bekeveréssel összefüggő kihívások, a hidrogén okozta károsodási módok, azok csővezetékek integritására gyakorolt hatása, továbbá napjaink hidrogén bekeverési gyakorlata. Egy jellegzetes csővezetéki acél anyagminőség (X52) példáján keresztül bemutatásra kerül az alapvető mechanikai tulajdonságok változása hidrogén és sósvíz közegekben. A megismert tapasztalatok rámutatnak a fokozatosság elve betartásának a fontosságára és a helyi sajátosságok figyelembe vételének a szükségességére.

Letöltések

Letölthető adat még nem áll rendelkezésre.

Article Details

Hogyan kell idézni
Lukács, János. 2023. „A hidrogén hatása a földgázszállító csőtávvezetékek integritására”. Jelenkori Társadalmi és Gazdasági Folyamatok 18 (Különszám):271-86. https://doi.org/10.14232/jtgf.2023.kulonszam.271-286.
Folyóirat szám
Évf. 18 szám Különszám (2023)
Rovat
Tanulmányok
Információk a szerzőről

Lukács János, Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar, Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet (Miskolc)

egyetemi tanár

Hivatkozások

Alhussein, A., Capelle, J., Gilgert, J., Dominiak, S., Azari, Z. (2011): Influence of sandblasting and hydrogen on tensile and fatigue properties of pipeline API 5L X52 steel. International Journal of Hydrogen Energy, 36 (3): 2291–2301. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.11.081

Anon. (2021a): Net Zero by 2050 – A Roadmap for the Global Energy Sector. 4th revision, International Energy Agency. <https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050> (2023.02.24.)

Anon. (2021b): Hydrogen on the horizon: ready, almost set, go? Working Paper National Hydrogen Strategies World Energy Council, in collaboration with EPRI and PwC. <https://www.worldenergy.org/assets/downloads/Working_Paper_-_National_Hydrogen_Strategies_-_September_2021.pdf> (2023.02.24.)

Anon. (2022): Global Hydrogen Review 2022. International Energy Agency. <https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2022> (2023.02.24.)

API (2018): API Specification 5L: Line Pipe.

API (2021): API STD 1163: In-line Inspection Systems Qualification Standard.

ASME (2014): ASME B31.12: Hydrogen Piping and Pipelines.

ASME (2020): ASME B31.8S: Managing System Integrity of gas pipelines.

Contreras, A., Salazar, M., Albiter, A., Galván, R., Vega, O. (2011): Assessment of Stress Corrosion Cracking on Pipeline Steels Weldments Used in the Petroleum Industry by Slow Strain Rate Tests. In: Sudnik W. (szerk.): Arc Welding. IntechOpen, London. 127–150. https://doi.org/10.5772/26569

Dakhel, A. Y., Lukács, J. (2021): How to prevent damages of transporting pipeline girth welds? Multidiszciplináris Tudományok, 12 (4): 208–217. https://doi.org/10.35925/j.multi.2021.4.25

EN (2022): EN 17649: Gas infrastructure – Safety Management System (SMS) and Pipeline Integrity Management System (PIMS) – Functional requirements.

Francis, R. A. (2001): Stress Corrosion Cracking And Hydrogen Cracking: Differences Similarities And Confusion. CAP-2001 Paper 052. <https://www.academia.edu/16979884/Stress_Corrosion_Cracking_and_Hydrogen_Cracking_Differences_Similarities_and_Confusion> (2023.02.24.)

Koncsik Zs. (2019). A szerkezetintegritás helye és szerepe az oktatásban és a kutatásban. Mul-tidiszciplináris Tudományok, 9 (4): 63–71. https://doi.org/10.35925/j.multi.2019.4.5

Koncsik Zs. (2021). Szerkezetintegritási kutatások az Innovatív Anyagtechnológiák Tudományos Műhelyben. Multidiszciplináris Tudományok, 11 (2): 372–379. https://doi.org/10.35925/j.multi.2021.2.49

Lukács, J. (2005). Dimensions of lifetime management. Materials Science Forum, 473-474: 361–368. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.473-474.361

Lukács J., Nagy Gy., Harmati I., Koritárné Fótos R., Kuzselláné Koncsik Zs. (2012): Szemelvények a mérnöki szerkezetek integritása témaköréből. Miskolci Egyetem, Miskolc.

Mahajan, D., Tan, K., Venkatesh, T., Kileti, P., Clayton, C. R. (2022): Hydrogen Blending in Gas Pipeline Networks – A Review. Energies, 15: 3582. https://doi.org/10.3390/en15103582

Michler, T., Naumann, J. (2010): Microstructural aspects upon hydrogen environment embrittlement of various bcc steels. International Journal of Hydrogen Energy, 35 (2): 821–832, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.10.092

Mohtadi-Bonab, M. A. (2019): Effects of Different Parameters on Initiation and Propagation of Stress Corrosion Cracks in Pipeline Steels: A Review. Metals, 9 (5): 590. https://doi.org/10.3390/met9050590

NACE (2010): ANSI/NACE SP0502: Standard Practice Pipeline External Corrosion Direct Assessment Methodology.

NACE (2015): NACE SP0204: Stress Corrosion Cracking (SCC) Direct Assessment Methodology.

NACE (2016): NACE SP0206: Internal Corrosion Direct Assessment Methodology for Pipelines Carrying Normally Dry Natural Gas (DG-ICDA).

Nanninga, N. E., Levy, Y. S., Drexler, E. S., Condon, R. T., Stevenson, A. E., Slifka, A. J. (2012): Comparison of hydrogen embrittlement in three pipeline steels in high pressure gaseous hydrogen environments. Corrosion Science, 59: 1–9, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2012.01.028

Nykyforchyn, H., Lunarska, E., Tsyrulnyk, O., Nikiforov, K., Gabetta, G. (2009): Effect of the long-term service of the gas pipeline on the properties of the ferrite–pearlite steel. Materials and Corrosion, 60 (9): 716–725. https://doi.org/10.1002/maco.200805158

POF (2021): POF 100 Standard Practice: Specifications and requirements for in-line inspection of pipelines. <https://pipelineoperators.org/cdn/276341a3-f5e6-49cf-9897-de6ab41bdd5a/POF%20100%20Specifications%20and%20requirements%20for%20ILI%20-%20Nov%202021.pdf> (2023.02.24.)

Slifka, A. J., Drexler, E. S., Nanninga, N. E., Levy, Y. S., McColskey, J. D., Amaro, R. L., Stevenson, A. E. (2014): Fatigue crack growth of two pipeline steels in a pressurized hydrogen environment. Corrosion Science, 78: 313–321. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2013.10.014

Staffell, I., Dodds, P. E. (szerk.) (2017): The role of hydrogen and fuel cells in future energy systems. H2FC SUPERGEN, London. <https://www.h2fcsupergen.com/wp-content/uploads/2015/08/J5212_H2FC_Supergen_Energy_Systems_WEB.pdf> (2023.02.24.)

Thodla, R. (N/A): Choosing the best materials to avoid environmentally assisted cracking. <https://www.dnv.com/oilgas/laboratories-test-sites/article/choosing-the-best-materials-to-avoid-environmentally-assisted-cracking.html> (2023.02.24.)

Topolski, K., Reznicek, E. P., Erdener, B. C., San Marchi, C. W., Ronevich, J. A., Fring, L., Simmons, K., Fernandez, O. J. G., Hodge, B.-H., Chung, M. (2022): Hydrogen Blending into Natural Gas Pipeline Infrastructure: Review of the State of Technology. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. NREL/TP-5400-81704. https://doi.org/10.2172/1893355

Ustolin, F., Paltrinieri, N., Berto, F. (2020): Loss of integrity of hydrogen technologies: A critical review. International Journal of Hydrogen Energy, 45 (43): 23809–23840. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.021