આ ઝાંખી હાઇડ્રોજન વિતરણ માટે પાઇપિંગ સિસ્ટમ્સની સલામત ડિઝાઇન માટે ભલામણો પૂરી પાડે છે.
હાઇડ્રોજન એક અત્યંત અસ્થિર પ્રવાહી છે જે લીક થવાની ઉચ્ચ વૃત્તિ ધરાવે છે. તે વૃત્તિઓનું ખૂબ જ ખતરનાક અને ઘાતક સંયોજન છે, એક અસ્થિર પ્રવાહી જેને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે. સામગ્રી, ગાસ્કેટ અને સીલ પસંદ કરતી વખતે તેમજ આવી સિસ્ટમોની ડિઝાઇન લાક્ષણિકતાઓ ધ્યાનમાં લેવાના આ વલણો છે. વાયુયુક્ત H2 ના વિતરણ વિશેના આ વિષયો આ ચર્ચાનું કેન્દ્રબિંદુ છે, H2, પ્રવાહી H2, અથવા પ્રવાહી H2 નું ઉત્પાદન નહીં (જમણી સાઇડબાર જુઓ).
હાઇડ્રોજન અને H2-વાયુના મિશ્રણને સમજવામાં તમારી મદદ કરવા માટે અહીં કેટલાક મુખ્ય મુદ્દાઓ આપ્યા છે. હાઇડ્રોજન બે રીતે બળે છે: ડિફ્લેગ્રેશન અને વિસ્ફોટ.
ડિફ્લેગ્રેશન. ડિફ્લેગ્રેશન એ એક સામાન્ય દહન પદ્ધતિ છે જેમાં જ્વાળાઓ સબસોનિક ગતિએ મિશ્રણમાંથી પસાર થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે હાઇડ્રોજન-હવા મિશ્રણનો મુક્ત વાદળ નાના ઇગ્નીશન સ્ત્રોત દ્વારા સળગાવવામાં આવે છે ત્યારે આવું થાય છે. આ કિસ્સામાં, જ્યોત પ્રતિ સેકન્ડ દસથી કેટલાક સો ફૂટની ઝડપે આગળ વધશે. ગરમ ગેસનું ઝડપી વિસ્તરણ દબાણ તરંગો બનાવે છે જેની શક્તિ વાદળના કદના પ્રમાણસર હોય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, આઘાત તરંગનું બળ ઇમારતની રચનાઓ અને તેના માર્ગમાં આવતી અન્ય વસ્તુઓને નુકસાન પહોંચાડવા અને ઇજા પહોંચાડવા માટે પૂરતું હોઈ શકે છે.
વિસ્ફોટ. જ્યારે તે વિસ્ફોટ થયો, ત્યારે જ્વાળાઓ અને આઘાત તરંગો મિશ્રણમાંથી સુપરસોનિક ગતિએ પસાર થયા. વિસ્ફોટ તરંગમાં દબાણ ગુણોત્તર વિસ્ફોટ કરતા ઘણો વધારે હોય છે. વધેલા બળને કારણે, વિસ્ફોટ લોકો, ઇમારતો અને નજીકની વસ્તુઓ માટે વધુ ખતરનાક છે. સામાન્ય ડિફ્લેગ્રેશન મર્યાદિત જગ્યામાં સળગાવવામાં આવે ત્યારે વિસ્ફોટનું કારણ બને છે. આવા સાંકડા વિસ્તારમાં, ઓછામાં ઓછી ઉર્જાને કારણે ઇગ્નીશન થઈ શકે છે. પરંતુ અમર્યાદિત જગ્યામાં હાઇડ્રોજન-હવા મિશ્રણના વિસ્ફોટ માટે, વધુ શક્તિશાળી ઇગ્નીશન સ્ત્રોતની જરૂર પડે છે.
હાઇડ્રોજન-હવા મિશ્રણમાં વિસ્ફોટ તરંગ પર દબાણ ગુણોત્તર લગભગ 20 છે. વાતાવરણીય દબાણ પર, 20 નો ગુણોત્તર 300 psi છે. જ્યારે આ દબાણ તરંગ સ્થિર પદાર્થ સાથે અથડાય છે, ત્યારે દબાણ ગુણોત્તર 40-60 સુધી વધે છે. આ સ્થિર અવરોધમાંથી દબાણ તરંગના પ્રતિબિંબને કારણે છે.
લીક થવાની વૃત્તિ. તેની ઓછી સ્નિગ્ધતા અને ઓછા પરમાણુ વજનને કારણે, H2 વાયુમાં લીક થવાની અને વિવિધ સામગ્રીમાં પ્રવેશવાની અથવા ઘૂસવાની વૃત્તિ વધુ હોય છે.
હાઇડ્રોજન કુદરતી ગેસ કરતાં 8 ગણો હળવો, હવા કરતાં 14 ગણો હળવો, પ્રોપેન કરતાં 22 ગણો હળવો અને ગેસોલિન વરાળ કરતાં 57 ગણો હળવો છે. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે બહાર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે H2 ગેસ ઝડપથી ઉપર ઉઠશે અને વિખેરાઈ જશે, જેનાથી લીક થવાના કોઈપણ સંકેતો ઓછા થશે. પરંતુ તે બેધારી તલવાર બની શકે છે. જો વેલ્ડીંગ પહેલાં લીક શોધ અભ્યાસ વિના H2 લીકની ઉપર અથવા નીચે પવન દ્વારા બહારના ઇન્સ્ટોલેશન પર વેલ્ડીંગ કરવામાં આવે તો વિસ્ફોટ થઈ શકે છે. બંધ જગ્યામાં, H2 ગેસ છત પરથી નીચે સુધી ઉપર અને નીચે એકઠા થઈ શકે છે, એવી સ્થિતિ જે તેને જમીનની નજીકના ઇગ્નીશન સ્ત્રોતોના સંપર્કમાં આવવાની શક્યતા વધુ હોય તે પહેલાં મોટા જથ્થામાં એકઠા થવા દે છે.
આકસ્મિક આગ. સ્વ-ઇગ્નીશન એ એક ઘટના છે જેમાં વાયુઓ અથવા વરાળનું મિશ્રણ બાહ્ય ઇગ્નીશન સ્ત્રોત વિના સ્વયંભૂ સળગે છે. તેને "સ્વયંસ્ફુરિત દહન" અથવા "સ્વયંસ્ફુરિત દહન" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. સ્વ-ઇગ્નીશન દબાણ પર નહીં, પરંતુ તાપમાન પર આધાર રાખે છે.
ઓટોઇગ્નીશન તાપમાન એ લઘુત્તમ તાપમાન છે જેના પર બળતણ હવા અથવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટના સંપર્કમાં આવવા પર બાહ્ય ઇગ્નીશન સ્ત્રોતની ગેરહાજરીમાં ઇગ્નીશન પહેલાં સ્વયંભૂ સળગશે. એક પાવડરનું ઓટોઇગ્નીશન તાપમાન એ તાપમાન છે જેના પર તે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટની ગેરહાજરીમાં સ્વયંભૂ સળગશે. હવામાં વાયુયુક્ત H2 નું સ્વ-ઇગ્નીશન તાપમાન 585°C છે.
ઇગ્નીશન ઉર્જા એ જ્વલનશીલ મિશ્રણ દ્વારા જ્યોતના પ્રસારને શરૂ કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા છે. ન્યૂનતમ ઇગ્નીશન ઉર્જા એ ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણ પર ચોક્કસ જ્વલનશીલ મિશ્રણને સળગાવવા માટે જરૂરી ન્યૂનતમ ઊર્જા છે. 1 એટીએમ હવામાં વાયુયુક્ત H2 માટે ન્યૂનતમ સ્પાર્ક ઇગ્નીશન ઉર્જા = 1.9 × 10–8 BTU (0.02 mJ).
વિસ્ફોટક મર્યાદા એ હવા અથવા ઓક્સિજનમાં બાષ્પ, ઝાકળ અથવા ધૂળની મહત્તમ અને લઘુત્તમ સાંદ્રતા છે જેના પર વિસ્ફોટ થાય છે. પર્યાવરણનું કદ અને ભૂમિતિ, તેમજ બળતણની સાંદ્રતા, મર્યાદાને નિયંત્રિત કરે છે. "વિસ્ફોટ મર્યાદા" નો ઉપયોગ ક્યારેક "વિસ્ફોટ મર્યાદા" ના સમાનાર્થી તરીકે થાય છે.
હવામાં H2 મિશ્રણ માટે વિસ્ફોટક મર્યાદા 18.3 વોલ્યુમ% (નીચલી મર્યાદા) અને 59 વોલ્યુમ% (ઉપલી મર્યાદા) છે.
પાઇપિંગ સિસ્ટમ્સ ડિઝાઇન કરતી વખતે (આકૃતિ 1), પ્રથમ પગલું એ છે કે દરેક પ્રકારના પ્રવાહી માટે જરૂરી બાંધકામ સામગ્રી નક્કી કરવી. અને દરેક પ્રવાહીને ASME B31.3 ફકરા અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવશે. 300(b)(1) જણાવે છે કે, "માલિક વર્ગ D, M, ઉચ્ચ દબાણ અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા પાઇપિંગ નક્કી કરવા અને ચોક્કસ ગુણવત્તા સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે પણ જવાબદાર છે."
પ્રવાહી વર્ગીકરણ પરીક્ષણની ડિગ્રી અને જરૂરી પરીક્ષણના પ્રકારને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, તેમજ પ્રવાહી શ્રેણીના આધારે ઘણી અન્ય આવશ્યકતાઓ પણ વ્યાખ્યાયિત કરે છે. આ માટે માલિકની જવાબદારી સામાન્ય રીતે માલિકના એન્જિનિયરિંગ વિભાગ અથવા આઉટસોર્સ્ડ એન્જિનિયર પર આવે છે.
જ્યારે B31.3 પ્રોસેસ પાઇપિંગ કોડ માલિકને ચોક્કસ પ્રવાહી માટે કઈ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવો તે જણાવતો નથી, તે તાકાત, જાડાઈ અને સામગ્રી જોડાણની આવશ્યકતાઓ પર માર્ગદર્શન પૂરું પાડે છે. કોડની પ્રસ્તાવનામાં બે વિધાન પણ છે જે સ્પષ્ટપણે જણાવે છે:
અને ઉપરના પહેલા ફકરાને વિસ્તૃત કરો, ફકરો B31.3. 300(b)(1) એ પણ જણાવે છે: "પાઇપલાઇન ઇન્સ્ટોલેશનનો માલિક આ કોડનું પાલન કરવા અને પાઇપલાઇન જે પ્રક્રિયાનો ભાગ છે તે તમામ પ્રવાહી હેન્ડલિંગ અથવા પ્રક્રિયાને સંચાલિત કરતી ડિઝાઇન, બાંધકામ, નિરીક્ષણ, નિરીક્ષણ અને પરીક્ષણ આવશ્યકતાઓ સ્થાપિત કરવા માટે સંપૂર્ણપણે જવાબદાર છે. ઇન્સ્ટોલેશન." તેથી, પ્રવાહી સેવા શ્રેણીઓને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે જવાબદારી અને આવશ્યકતાઓ માટે કેટલાક મૂળભૂત નિયમો મૂક્યા પછી, ચાલો જોઈએ કે હાઇડ્રોજન ગેસ ક્યાં ફિટ થાય છે.
હાઇડ્રોજન ગેસ લીક ​​સાથે અસ્થિર પ્રવાહી તરીકે કાર્ય કરે છે, તેથી હાઇડ્રોજન ગેસને પ્રવાહી સેવા માટે શ્રેણી B31.3 હેઠળ સામાન્ય પ્રવાહી અથવા વર્ગ M પ્રવાહી ગણી શકાય. ઉપર જણાવ્યા મુજબ, પ્રવાહી સંચાલનનું વર્ગીકરણ માલિકની જરૂરિયાત છે, જો તે B31.3, ફકરા 3 માં વર્ણવેલ પસંદ કરેલ શ્રેણીઓ માટે માર્ગદર્શિકાને પૂર્ણ કરે. 300.2 "હાઇડ્રોલિક સેવાઓ" વિભાગમાં વ્યાખ્યાઓ. સામાન્ય પ્રવાહી સેવા અને વર્ગ M પ્રવાહી સેવા માટે નીચે મુજબ વ્યાખ્યાઓ આપવામાં આવી છે:
“સામાન્ય પ્રવાહી સેવા: આ કોડને આધીન મોટાભાગની પાઇપિંગ પર લાગુ પ્રવાહી સેવા, એટલે કે વર્ગ D, M, ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ દબાણ અથવા ઉચ્ચ પ્રવાહી સ્વચ્છતા માટેના નિયમોને આધીન નથી.
(૧) પ્રવાહીની ઝેરી અસર એટલી બધી છે કે લીક થવાને કારણે ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવવાથી શ્વાસમાં લેનારા અથવા તેના સંપર્કમાં આવનારાઓને ગંભીર કાયમી ઇજા થઈ શકે છે, ભલે તાત્કાલિક પુનઃપ્રાપ્તિના પગલાં લેવામાં આવે.
(૨) પાઇપલાઇન ડિઝાઇન, અનુભવ, સંચાલન પરિસ્થિતિઓ અને સ્થાનનો વિચાર કર્યા પછી, માલિક નક્કી કરે છે કે પ્રવાહીના સામાન્ય ઉપયોગ માટેની આવશ્યકતાઓ કર્મચારીઓને સંપર્કમાં આવવાથી બચાવવા માટે જરૂરી કડકતા પૂરી પાડવા માટે પૂરતી નથી.
ઉપરોક્ત વ્યાખ્યામાં, હાઇડ્રોજન ગેસ ફકરા (1) ના માપદંડોને પૂર્ણ કરતો નથી કારણ કે તેને ઝેરી પ્રવાહી ગણવામાં આવતો નથી. જો કે, પેટા કલમ (2) લાગુ કરીને, કોડ "...પાઇપિંગ ડિઝાઇન, અનુભવ, ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ અને સ્થાન..." ના યોગ્ય વિચારણા પછી વર્ગ M માં હાઇડ્રોલિક સિસ્ટમ્સના વર્ગીકરણને મંજૂરી આપે છે. માલિક સામાન્ય પ્રવાહી હેન્ડલિંગના નિર્ધારણને મંજૂરી આપે છે. હાઇડ્રોજન ગેસ પાઇપિંગ સિસ્ટમ્સની ડિઝાઇન, બાંધકામ, નિરીક્ષણ, નિરીક્ષણ અને પરીક્ષણમાં ઉચ્ચ સ્તરની અખંડિતતાની જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવા માટે આવશ્યકતાઓ અપૂરતી છે.
ઉચ્ચ તાપમાન હાઇડ્રોજન કાટ (HTHA) ની ચર્ચા કરતા પહેલા કૃપા કરીને કોષ્ટક 1 નો સંદર્ભ લો. આ કોષ્ટકમાં કોડ્સ, ધોરણો અને નિયમો સૂચિબદ્ધ છે, જેમાં હાઇડ્રોજન એમ્બ્રિટલમેન્ટ (HE) વિષય પર છ દસ્તાવેજો શામેલ છે, જે એક સામાન્ય કાટ વિસંગતતા છે જેમાં HTHA શામેલ છે. OH નીચા અને ઉચ્ચ તાપમાને થઈ શકે છે. કાટનું એક સ્વરૂપ માનવામાં આવે છે, તે ઘણી રીતે શરૂ થઈ શકે છે અને સામગ્રીની વિશાળ શ્રેણીને પણ અસર કરે છે.
HE ના વિવિધ સ્વરૂપો છે, જેને હાઇડ્રોજન ક્રેકીંગ (HAC), હાઇડ્રોજન સ્ટ્રેસ ક્રેકીંગ (HSC), સ્ટ્રેસ કોરોઝન ક્રેકીંગ (SCC), હાઇડ્રોજન કોરોઝન ક્રેકીંગ (HACC), હાઇડ્રોજન બબલિંગ (HB), હાઇડ્રોજન ક્રેકીંગ (HIC) માં વિભાજિત કરી શકાય છે. )), સ્ટ્રેસ ઓરિએન્ટેડ હાઇડ્રોજન ક્રેકીંગ (SOHIC), પ્રોગ્રેસિવ ક્રેકીંગ (SWC), સલ્ફાઇડ સ્ટ્રેસ ક્રેકીંગ (SSC), સોફ્ટ ઝોન ક્રેકીંગ (SZC), અને હાઇ ટેમ્પરેચર હાઇડ્રોજન કોરોઝન (HTHA).
તેના સરળ સ્વરૂપમાં, હાઇડ્રોજન એમ્બ્રિટલમેન્ટ એ ધાતુના અનાજની સીમાઓના વિનાશ માટે એક પદ્ધતિ છે, જેના પરિણામે અણુ હાઇડ્રોજનના પ્રવેશને કારણે નમ્રતામાં ઘટાડો થાય છે. આ જે રીતે થાય છે તે વિવિધ છે અને આંશિક રીતે તેમના સંબંધિત નામો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જેમ કે HTHA, જ્યાં એક સાથે ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ દબાણવાળા હાઇડ્રોજનને એમ્બ્રિટલમેન્ટ માટે જરૂરી છે, અને SSC, જ્યાં અણુ હાઇડ્રોજન બંધ-વાયુઓ અને હાઇડ્રોજન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. એસિડ કાટને કારણે, તેઓ ધાતુના કેસોમાં પ્રવેશ કરે છે, જે બરડપણું તરફ દોરી શકે છે. પરંતુ એકંદર પરિણામ ઉપર વર્ણવેલ હાઇડ્રોજન એમ્બ્રિટલમેન્ટના બધા કેસોની જેમ જ છે, જ્યાં ધાતુની મજબૂતાઈ તેની માન્ય તાણ શ્રેણીથી નીચે એમ્બ્રિટલમેન્ટ દ્વારા ઓછી થાય છે, જે બદલામાં પ્રવાહીની અસ્થિરતાને કારણે સંભવિત વિનાશક ઘટના માટે સ્ટેજ સેટ કરે છે.
દિવાલની જાડાઈ અને યાંત્રિક સાંધાના પ્રદર્શન ઉપરાંત, H2 ગેસ સેવા માટે સામગ્રી પસંદ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવાના બે મુખ્ય પરિબળો છે: 1. ઉચ્ચ તાપમાન હાઇડ્રોજન (HTHA) ના સંપર્કમાં આવવું અને 2. સંભવિત લિકેજ વિશે ગંભીર ચિંતાઓ. બંને વિષયો હાલમાં ચર્ચા હેઠળ છે.
પરમાણુ હાઇડ્રોજનથી વિપરીત, અણુ હાઇડ્રોજન વિસ્તરી શકે છે, હાઇડ્રોજનને ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણમાં ખુલ્લા પાડીને, સંભવિત HTHA માટે આધાર બનાવે છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં, અણુ હાઇડ્રોજન કાર્બન સ્ટીલ પાઇપિંગ સામગ્રી અથવા સાધનોમાં પ્રસરી શકે છે, જ્યાં તે ધાતુના દ્રાવણમાં કાર્બન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને અનાજની સીમાઓ પર મિથેન ગેસ બનાવે છે. બહાર નીકળવામાં અસમર્થ, ગેસ વિસ્તરે છે, પાઈપો અથવા વાસણોની દિવાલોમાં તિરાડો અને તિરાડો બનાવે છે - આ HTGA છે. તમે આકૃતિ 2 માં HTHA પરિણામો સ્પષ્ટપણે જોઈ શકો છો જ્યાં 8″ દિવાલમાં તિરાડો અને તિરાડો સ્પષ્ટ છે. નોમિનલ સાઇઝ (NPS) પાઇપનો ભાગ જે આ પરિસ્થિતિઓમાં નિષ્ફળ જાય છે.
જ્યારે ઓપરેટિંગ તાપમાન 500°F ની નીચે જાળવવામાં આવે ત્યારે હાઇડ્રોજન સેવા માટે કાર્બન સ્ટીલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઉપર જણાવ્યા મુજબ, HTHA ત્યારે થાય છે જ્યારે હાઇડ્રોજન ગેસ ઉચ્ચ આંશિક દબાણ અને ઉચ્ચ તાપમાન પર રાખવામાં આવે છે. જ્યારે હાઇડ્રોજન આંશિક દબાણ લગભગ 3000 psi હોવાની અપેક્ષા હોય અને તાપમાન લગભગ 450°F થી ઉપર હોય ત્યારે કાર્બન સ્ટીલની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી (જે આકૃતિ 2 માં અકસ્માત સ્થિતિ છે).
આકૃતિ 3 માં સુધારેલા નેલ્સન પ્લોટ પરથી જોઈ શકાય છે, જે આંશિક રીતે API 941 માંથી લેવામાં આવ્યું છે, ઉચ્ચ તાપમાન હાઇડ્રોજન ફોર્સિંગ પર સૌથી વધુ અસર કરે છે. 500°F સુધીના તાપમાને કાર્યરત કાર્બન સ્ટીલ્સ સાથે ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે હાઇડ્રોજન ગેસનું આંશિક દબાણ 1000 psi કરતાં વધી શકે છે.
આકૃતિ 3. આ સુધારેલા નેલ્સન ચાર્ટ (API 941 માંથી અનુકૂલિત) નો ઉપયોગ વિવિધ તાપમાને હાઇડ્રોજન સેવા માટે યોગ્ય સામગ્રી પસંદ કરવા માટે થઈ શકે છે.
આકૃતિ 3 માં હાઇડ્રોજનના કાર્યકારી તાપમાન અને આંશિક દબાણના આધારે હાઇડ્રોજન હુમલાથી બચવા માટે ખાતરી આપવામાં આવતી સ્ટીલ્સની પસંદગી બતાવવામાં આવી છે. ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ HTHA પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી અને બધા તાપમાન અને દબાણ પર સંતોષકારક સામગ્રી છે.
ઓસ્ટેનિટિક 316/316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ હાઇડ્રોજન એપ્લિકેશન માટે સૌથી વ્યવહારુ સામગ્રી છે અને તેનો સાબિત ટ્રેક રેકોર્ડ છે. જ્યારે કાર્બન સ્ટીલ્સ માટે વેલ્ડીંગ દરમિયાન અવશેષ હાઇડ્રોજનને કેલ્સિનેટ કરવા અને વેલ્ડીંગ પછી ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોન (HAZ) કઠિનતા ઘટાડવા માટે પોસ્ટ-વેલ્ડ હીટ ટ્રીટમેન્ટ (PWHT) ની ભલામણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ માટે તે જરૂરી નથી.
ગરમીની સારવાર અને વેલ્ડીંગને કારણે થર્મોથર્મલ અસરો ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર બહુ ઓછી અસર કરે છે. જોકે, કોલ્ડ વર્કિંગ ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સુધારો કરી શકે છે, જેમ કે મજબૂતાઈ અને કઠિનતા. ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાંથી પાઈપો વાળતી વખતે અને બનાવતી વખતે, તેમના યાંત્રિક ગુણધર્મો બદલાય છે, જેમાં સામગ્રીની પ્લાસ્ટિસિટીમાં ઘટાડો પણ શામેલ છે.
જો ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલને ઠંડા બનાવવાની જરૂર હોય, તો દ્રાવણને એનિલિંગ (આશરે 1045°C સુધી ગરમ કરીને અને પછી ક્વેન્ચિંગ અથવા ઝડપી ઠંડક) સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મોને તેમના મૂળ મૂલ્યોમાં પુનઃસ્થાપિત કરશે. તે ઠંડા કાર્ય પછી પ્રાપ્ત થયેલા એલોય સેગ્રિગેશન, સેન્સિટાઇઝેશન અને સિગ્મા તબક્કાને પણ દૂર કરશે. દ્રાવણને એનિલિંગ કરતી વખતે, ધ્યાન રાખો કે જો યોગ્ય રીતે હેન્ડલ ન કરવામાં આવે તો ઝડપી ઠંડક સામગ્રીમાં અવશેષ તણાવ પાછો લાવી શકે છે.
H2 સેવા માટે સ્વીકાર્ય સામગ્રી પસંદગીઓ માટે ASME B31 માં કોષ્ટકો GR-2.1.1-1 પાઇપિંગ અને ટ્યુબિંગ એસેમ્બલી મટીરીયલ સ્પેસિફિકેશન ઇન્ડેક્સ અને GR-2.1.1-2 પાઇપિંગ મટીરીયલ સ્પેસિફિકેશન ઇન્ડેક્સનો સંદર્ભ લો. પાઇપ્સ શરૂઆત કરવા માટે એક સારી જગ્યા છે.
૧.૦૦૮ અણુ માસ એકમો (એએમયુ) ના પ્રમાણભૂત અણુ વજન સાથે, હાઇડ્રોજન સામયિક કોષ્ટક પર સૌથી હલકું અને નાનું તત્વ છે, અને તેથી તે લીક થવાની ઉચ્ચ વૃત્તિ ધરાવે છે, જેના સંભવિત વિનાશક પરિણામો આવી શકે છે, હું ઉમેરી શકું છું. તેથી, ગેસ પાઇપલાઇન સિસ્ટમ એવી રીતે ડિઝાઇન કરવી જોઈએ કે જેથી યાંત્રિક પ્રકારના જોડાણોને મર્યાદિત કરી શકાય અને ખરેખર જરૂરી જોડાણોને સુધારી શકાય.
સંભવિત લીક પોઇન્ટ્સને મર્યાદિત કરતી વખતે, સિસ્ટમને સંપૂર્ણપણે વેલ્ડેડ કરવી જોઈએ, સિવાય કે ઉપકરણો, પાઇપિંગ તત્વો અને ફિટિંગ પર ફ્લેંજ્ડ કનેક્શન્સ. શક્ય હોય ત્યાં સુધી થ્રેડેડ કનેક્શન્સ ટાળવા જોઈએ, જો સંપૂર્ણપણે નહીં. જો કોઈ કારણોસર થ્રેડેડ કનેક્શન્સ ટાળી શકાતા નથી, તો તેમને થ્રેડ સીલંટ વિના સંપૂર્ણપણે જોડવાની અને પછી વેલ્ડ સીલ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. કાર્બન સ્ટીલ પાઇપનો ઉપયોગ કરતી વખતે, પાઇપ સાંધાને બટ વેલ્ડિંગ અને પોસ્ટ વેલ્ડ હીટ ટ્રીટમેન્ટ (PWHT) હોવા જોઈએ. વેલ્ડિંગ પછી, ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોન (HAZ) માં પાઈપો આસપાસના તાપમાને પણ હાઇડ્રોજન હુમલાના સંપર્કમાં આવે છે. જ્યારે હાઇડ્રોજન હુમલો મુખ્યત્વે ઊંચા તાપમાને થાય છે, ત્યારે PWHT સ્ટેજ આસપાસની પરિસ્થિતિઓમાં પણ આ શક્યતાને સંપૂર્ણપણે ઘટાડશે, જો દૂર નહીં કરે, તો.
ઓલ-વેલ્ડેડ સિસ્ટમનો નબળો મુદ્દો ફ્લેંજ કનેક્શન છે. ફ્લેંજ કનેક્શનમાં ઉચ્ચ સ્તરની કડકતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, કેમ્પ્રોફાઇલ ગાસ્કેટ (આકૃતિ 4) અથવા અન્ય પ્રકારના ગાસ્કેટનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. ઘણા ઉત્પાદકો દ્વારા લગભગ સમાન રીતે બનાવવામાં આવે છે, આ પેડ ખૂબ જ ક્ષમાશીલ છે. તેમાં નરમ, વિકૃત સીલિંગ સામગ્રી વચ્ચે સેન્ડવીચ કરેલા દાંતાવાળા ઓલ-મેટલ રિંગ્સનો સમાવેશ થાય છે. દાંત બોલ્ટના ભારને નાના વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત કરે છે જેથી ઓછા તાણ સાથે ચુસ્ત ફિટ થાય. તે એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે કે તે અસમાન ફ્લેંજ સપાટીઓ તેમજ વધઘટ થતી ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ માટે વળતર આપી શકે.
આકૃતિ 4. કેમપ્રોફાઇલ ગાસ્કેટમાં બંને બાજુ સોફ્ટ ફિલર સાથે મેટલ કોર બંધાયેલ હોય છે.
સિસ્ટમની અખંડિતતામાં બીજો એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ વાલ્વ છે. સ્ટેમ સીલ અને બોડી ફ્લેંજ્સની આસપાસ લીકેજ એક વાસ્તવિક સમસ્યા છે. આને રોકવા માટે, બેલો સીલ સાથે વાલ્વ પસંદ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.
1 ઇંચનો ઉપયોગ કરો. નીચે આપેલા ઉદાહરણમાં, સ્કૂલ 80 કાર્બન સ્ટીલ પાઇપ, ASTM A106 Gr B અનુસાર ઉત્પાદન સહિષ્ણુતા, કાટ અને યાંત્રિક સહિષ્ણુતા આપેલ છે, મહત્તમ સ્વીકાર્ય કાર્યકારી દબાણ (MAWP) 300°F સુધીના તાપમાને બે પગલાંમાં ગણતરી કરી શકાય છે (નોંધ: "...300ºF સુધીના તાપમાન માટે..." નું કારણ એ છે કે ASTM A106 Gr B સામગ્રીનો સ્વીકાર્ય તણાવ (S) 300ºF (S) કરતાં વધી જાય ત્યારે બગડવાનું શરૂ કરે છે, તેથી સમીકરણ (1) ને 300ºF થી ઉપરના તાપમાને સમાયોજિત કરવાની જરૂર છે.)
સૂત્ર (1) નો સંદર્ભ આપતા, પ્રથમ પગલું એ પાઇપલાઇનના સૈદ્ધાંતિક વિસ્ફોટ દબાણની ગણતરી કરવાનું છે.
T = પાઇપ દિવાલની જાડાઈ બાદબાકી યાંત્રિક, કાટ અને ઉત્પાદન સહિષ્ણુતા, ઇંચમાં.
પ્રક્રિયાનો બીજો ભાગ સમીકરણ (2) અનુસાર પરિણામ P પર સલામતી પરિબળ S f લાગુ કરીને પાઇપલાઇનના મહત્તમ સ્વીકાર્ય કાર્યકારી દબાણ Pa ની ગણતરી કરવાનો છે:
આમ, 1″ સ્કૂલ 80 મટિરિયલનો ઉપયોગ કરતી વખતે, વિસ્ફોટ દબાણ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
ત્યારબાદ ASME પ્રેશર વેસલ ભલામણો વિભાગ VIII-1 2019, ફકરા 8 અનુસાર 4 નો સલામતી Sf લાગુ કરવામાં આવે છે. UG-101 ની ગણતરી નીચે મુજબ કરવામાં આવે છે:
પરિણામી MAWP મૂલ્ય 810 psi છે. ઇંચ ફક્ત પાઇપનો સંદર્ભ આપે છે. સિસ્ટમમાં સૌથી નીચો રેટિંગ ધરાવતો ફ્લેંજ કનેક્શન અથવા ઘટક સિસ્ટમમાં માન્ય દબાણ નક્કી કરવામાં નિર્ણાયક પરિબળ હશે.
ASME B16.5 મુજબ, 150 કાર્બન સ્ટીલ ફ્લેંજ ફિટિંગ માટે મહત્તમ સ્વીકાર્ય કાર્યકારી દબાણ 285 psi છે. -20°F થી 100°F તાપમાને ઇંચ. વર્ગ 300 માં મહત્તમ સ્વીકાર્ય કાર્યકારી દબાણ 740 ​​psi છે. નીચે આપેલા મટીરીયલ સ્પષ્ટીકરણ ઉદાહરણ અનુસાર આ સિસ્ટમનું દબાણ મર્યાદા પરિબળ હશે. ઉપરાંત, ફક્ત હાઇડ્રોસ્ટેટિક પરીક્ષણોમાં, આ મૂલ્યો 1.5 ગણાથી વધુ હોઈ શકે છે.
મૂળભૂત કાર્બન સ્ટીલ મટિરિયલ સ્પેસિફિકેશનના ઉદાહરણ તરીકે, 740 psi. ઇંચના ડિઝાઇન દબાણથી નીચેના આસપાસના તાપમાને કાર્યરત H2 ગેસ સર્વિસ લાઇન સ્પેસિફિકેશનમાં કોષ્ટક 2 માં દર્શાવેલ સામગ્રી આવશ્યકતાઓ હોઈ શકે છે. નીચેના પ્રકારો છે જેને સ્પષ્ટીકરણમાં શામેલ કરવાની જરૂર પડી શકે છે:
પાઇપિંગ ઉપરાંત, પાઇપિંગ સિસ્ટમ બનાવતા ઘણા તત્વો છે જેમ કે ફિટિંગ, વાલ્વ, લાઇન સાધનો, વગેરે. જ્યારે આમાંના ઘણા તત્વોને વિગતવાર ચર્ચા કરવા માટે પાઇપલાઇનમાં એકસાથે મૂકવામાં આવશે, પરંતુ આ માટે સમાવી શકાય તે કરતાં વધુ પૃષ્ઠોની જરૂર પડશે. આ લેખ.