ఈ అవలోకనం హైడ్రోజన్ పంపిణీ కోసం పైపింగ్ వ్యవస్థల సురక్షితమైన రూపకల్పనకు సిఫార్సులను అందిస్తుంది.
హైడ్రోజన్ అనేది లీక్ అయ్యే అధిక ధోరణి కలిగిన అత్యంత అస్థిర ద్రవం. ఇది చాలా ప్రమాదకరమైన మరియు ప్రాణాంతకమైన ధోరణుల కలయిక, నియంత్రించడం కష్టతరమైన అస్థిర ద్రవం. పదార్థాలు, గాస్కెట్లు మరియు సీల్స్‌ను ఎంచుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన ధోరణులు ఇవి, అలాగే అటువంటి వ్యవస్థల రూపకల్పన లక్షణాలు. వాయు H2 పంపిణీ గురించిన ఈ అంశాలు ఈ చర్చ యొక్క కేంద్రబిందువు, H2, ద్రవ H2 లేదా ద్రవ H2 ఉత్పత్తి కాదు (కుడి సైడ్‌బార్ చూడండి).
హైడ్రోజన్ మరియు H2-గాలి మిశ్రమాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి మీకు సహాయపడే కొన్ని ముఖ్య అంశాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి. హైడ్రోజన్ రెండు విధాలుగా మండుతుంది: డీఫ్లగ్రేషన్ మరియు పేలుడు.
డీఫ్లాగ్రేషన్. డీఫ్లాగ్రేషన్ అనేది ఒక సాధారణ దహన విధానం, దీనిలో జ్వాలలు మిశ్రమం గుండా సబ్‌సోనిక్ వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్-గాలి మిశ్రమం యొక్క స్వేచ్ఛా మేఘాన్ని ఒక చిన్న జ్వలన మూలం మండించినప్పుడు ఇది జరుగుతుంది. ఈ సందర్భంలో, మంట సెకనుకు పది నుండి అనేక వందల అడుగుల వేగంతో కదులుతుంది. వేడి వాయువు యొక్క వేగవంతమైన విస్తరణ పీడన తరంగాలను సృష్టిస్తుంది, దీని బలం మేఘం పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, షాక్ వేవ్ యొక్క శక్తి భవన నిర్మాణాలు మరియు దాని మార్గంలో ఉన్న ఇతర వస్తువులను దెబ్బతీసేందుకు మరియు గాయాన్ని కలిగించడానికి సరిపోతుంది.
పేలుతుంది. అది పేలినప్పుడు, జ్వాలలు మరియు షాక్ తరంగాలు మిశ్రమం గుండా సూపర్సోనిక్ వేగంతో ప్రయాణించాయి. పేలుడు తరంగంలో పీడన నిష్పత్తి పేలుడు కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. పెరిగిన శక్తి కారణంగా, పేలుడు ప్రజలు, భవనాలు మరియు సమీపంలోని వస్తువులకు మరింత ప్రమాదకరం. పరిమిత స్థలంలో మండించినప్పుడు సాధారణ డిఫ్లగ్రేషన్ పేలుడుకు కారణమవుతుంది. అటువంటి ఇరుకైన ప్రాంతంలో, అతి తక్కువ శక్తి ద్వారా జ్వలన సంభవించవచ్చు. కానీ అపరిమిత స్థలంలో హైడ్రోజన్-గాలి మిశ్రమాన్ని పేల్చడానికి, మరింత శక్తివంతమైన జ్వలన మూలం అవసరం.
హైడ్రోజన్-గాలి మిశ్రమంలో విస్ఫోటన తరంగం అంతటా పీడన నిష్పత్తి దాదాపు 20 ఉంటుంది. వాతావరణ పీడనం వద్ద, 20 నిష్పత్తి 300 psi. ఈ పీడన తరంగం ఒక స్థిర వస్తువుతో ఢీకొన్నప్పుడు, పీడన నిష్పత్తి 40-60కి పెరుగుతుంది. ఇది స్థిరమైన అడ్డంకి నుండి పీడన తరంగం ప్రతిబింబించడం వల్ల వస్తుంది.
లీక్ అయ్యే ధోరణి. తక్కువ స్నిగ్ధత మరియు తక్కువ పరమాణు బరువు కారణంగా, H2 వాయువు లీక్ అయ్యే మరియు వివిధ పదార్థాలలోకి చొచ్చుకుపోయే లేదా చొచ్చుకుపోయే అధిక ధోరణిని కలిగి ఉంటుంది.
హైడ్రోజన్ సహజ వాయువు కంటే 8 రెట్లు తేలికైనది, గాలి కంటే 14 రెట్లు తేలికైనది, ప్రొపేన్ కంటే 22 రెట్లు తేలికైనది మరియు గ్యాసోలిన్ ఆవిరి కంటే 57 రెట్లు తేలికైనది. దీని అర్థం ఆరుబయట ఇన్‌స్టాల్ చేసినప్పుడు, H2 వాయువు త్వరగా పైకి లేచి వెదజల్లుతుంది, ఏకరీతి లీకేజీల సంకేతాలను తగ్గిస్తుంది. కానీ అది రెండు వైపులా పదును ఉన్న కత్తి కావచ్చు. వెల్డింగ్‌కు ముందు లీక్ డిటెక్షన్ అధ్యయనం లేకుండా H2 లీక్ పైన లేదా క్రిందికి గాలిలో బహిరంగ సంస్థాపనపై వెల్డింగ్ నిర్వహించాల్సి వస్తే పేలుడు సంభవించవచ్చు. ఒక మూసివున్న ప్రదేశంలో, H2 వాయువు పైకి లేచి పైకప్పు నుండి క్రిందికి పేరుకుపోతుంది, ఈ పరిస్థితి భూమికి సమీపంలో ఉన్న జ్వలన వనరులతో సంబంధంలోకి వచ్చే అవకాశం ఎక్కువగా ఉండే ముందు పెద్ద పరిమాణంలో నిర్మించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ప్రమాదవశాత్తు మంట. స్వయం జ్వలన అనేది వాయువులు లేదా ఆవిరి మిశ్రమం బాహ్య జ్వలన మూలం లేకుండా ఆకస్మికంగా మండే ఒక దృగ్విషయం. దీనిని "స్పాంటేనియస్ దహనం" లేదా "స్పాంటేనియస్ దహనం" అని కూడా అంటారు. స్వయం జ్వలన అనేది ఒత్తిడిపై కాదు, ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
గాలితో సంబంధంలోకి వచ్చినప్పుడు బాహ్య జ్వలన మూలం లేనప్పుడు లేదా ఆక్సీకరణ కారకం లేనప్పుడు ఇంధనం జ్వలనకు ముందు ఆకస్మికంగా మండే కనీస ఉష్ణోగ్రతను ఆటోఇగ్నిషన్ ఉష్ణోగ్రత అంటారు. ఒకే పౌడర్ యొక్క ఆటోఇగ్నిషన్ ఉష్ణోగ్రత అంటే ఆక్సీకరణ కారకం లేనప్పుడు అది ఆకస్మికంగా మండే ఉష్ణోగ్రత. గాలిలో వాయురూప H2 యొక్క స్వీయ-జ్వలన ఉష్ణోగ్రత 585°C.
జ్వలన శక్తి అంటే మండే మిశ్రమం ద్వారా మంట వ్యాప్తి చెందడానికి అవసరమైన శక్తి. కనిష్ట జ్వలన శక్తి అంటే ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం వద్ద ఒక నిర్దిష్ట మండే మిశ్రమాన్ని మండించడానికి అవసరమైన కనీస శక్తి. 1 atm గాలిలో వాయు H2 కోసం కనీస స్పార్క్ జ్వలన శక్తి = 1.9 × 10–8 BTU (0.02 mJ).
పేలుడు పరిమితులు అంటే గాలి లేదా ఆక్సిజన్‌లో పేలుడు సంభవించే ఆవిరి, పొగమంచు లేదా ధూళి యొక్క గరిష్ట మరియు కనిష్ట సాంద్రతలు. పర్యావరణం యొక్క పరిమాణం మరియు జ్యామితి, అలాగే ఇంధన సాంద్రత పరిమితులను నియంత్రిస్తాయి. “పేలుడు పరిమితి” కొన్నిసార్లు “పేలుడు పరిమితి”కి పర్యాయపదంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
గాలిలో H2 మిశ్రమాలకు పేలుడు పరిమితులు 18.3 vol.% (తక్కువ పరిమితి) మరియు 59 vol.% (ఎగువ పరిమితి).
పైపింగ్ వ్యవస్థలను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు (చిత్రం 1), మొదటి దశ ప్రతి రకమైన ద్రవానికి అవసరమైన నిర్మాణ సామగ్రిని నిర్ణయించడం. మరియు ప్రతి ద్రవం ASME B31.3 పేరా ప్రకారం వర్గీకరించబడుతుంది. 300(b)(1) ఇలా పేర్కొంది, "క్లాస్ D, M, అధిక పీడనం మరియు అధిక స్వచ్ఛత పైపింగ్‌లను నిర్ణయించడానికి మరియు ఒక నిర్దిష్ట నాణ్యత వ్యవస్థను ఉపయోగించాలా వద్దా అని నిర్ణయించడానికి యజమాని కూడా బాధ్యత వహిస్తాడు."
ద్రవ వర్గీకరణ అనేది పరీక్ష స్థాయి మరియు అవసరమైన పరీక్ష రకాన్ని నిర్వచిస్తుంది, అలాగే ద్రవ వర్గం ఆధారంగా అనేక ఇతర అవసరాలను నిర్వచిస్తుంది. దీనికి యజమాని బాధ్యత సాధారణంగా యజమాని యొక్క ఇంజనీరింగ్ విభాగం లేదా అవుట్‌సోర్స్డ్ ఇంజనీర్‌పై ఉంటుంది.
B31.3 ప్రాసెస్ పైపింగ్ కోడ్ ఒక నిర్దిష్ట ద్రవం కోసం ఏ పదార్థాన్ని ఉపయోగించాలో యజమానికి చెప్పనప్పటికీ, ఇది బలం, మందం మరియు పదార్థ కనెక్షన్ అవసరాలపై మార్గదర్శకత్వాన్ని అందిస్తుంది. కోడ్ పరిచయంలో స్పష్టంగా పేర్కొన్న రెండు ప్రకటనలు కూడా ఉన్నాయి:
మరియు పైన ఉన్న మొదటి పేరాను విస్తరించండి, పేరా B31.3. 300(b)(1) కూడా ఇలా పేర్కొంది: “పైప్‌లైన్ ఇన్‌స్టాలేషన్ యజమాని ఈ కోడ్‌ను పాటించడానికి మరియు పైప్‌లైన్ ఒక భాగంగా ఉన్న అన్ని ద్రవ నిర్వహణ లేదా ప్రక్రియను నియంత్రించే డిజైన్, నిర్మాణం, తనిఖీ, తనిఖీ మరియు పరీక్ష అవసరాలను ఏర్పాటు చేయడానికి పూర్తిగా బాధ్యత వహిస్తాడు. సంస్థాపన.” కాబట్టి, బాధ్యత కోసం కొన్ని ప్రాథమిక నియమాలను మరియు ద్రవ సేవా వర్గాలను నిర్వచించడానికి అవసరాలను నిర్దేశించిన తర్వాత, హైడ్రోజన్ వాయువు ఎక్కడ సరిపోతుందో చూద్దాం.
హైడ్రోజన్ వాయువు లీకేజీలతో అస్థిర ద్రవంగా పనిచేస్తుంది కాబట్టి, హైడ్రోజన్ వాయువును ద్రవ సేవ కోసం సాధారణ ద్రవంగా లేదా B31.3 వర్గం కింద తరగతి M ద్రవంగా పరిగణించవచ్చు. పైన చెప్పినట్లుగా, ద్రవ నిర్వహణ యొక్క వర్గీకరణ యజమాని అవసరం, ఇది B31.3, పేరా 3లో వివరించిన ఎంచుకున్న వర్గాల మార్గదర్శకాలకు అనుగుణంగా ఉంటే. 300.2 "హైడ్రాలిక్ సేవలు" విభాగంలో నిర్వచనాలు. సాధారణ ద్రవ సేవ మరియు తరగతి M ద్రవ సేవ కోసం నిర్వచనాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
“సాధారణ ద్రవ సేవ: ఈ కోడ్‌కు లోబడి చాలా పైపింగ్‌లకు వర్తించే ద్రవ సేవ, అంటే D, M తరగతులు, అధిక ఉష్ణోగ్రత, అధిక పీడనం లేదా అధిక ద్రవ శుభ్రతకు నిబంధనలకు లోబడి ఉండదు.
(1) ద్రవం యొక్క విషపూరితం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, లీక్ వల్ల కలిగే చాలా తక్కువ మొత్తంలో ద్రవానికి ఒక్కసారి గురికావడం వల్ల పీల్చేవారికి లేదా దానితో సంబంధంలోకి వచ్చేవారికి తీవ్రమైన శాశ్వత గాయం ఏర్పడుతుంది, తక్షణ పునరుద్ధరణ చర్యలు తీసుకున్నప్పటికీ.
(2) పైప్‌లైన్ డిజైన్, అనుభవం, ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులు మరియు స్థానాన్ని పరిశీలించిన తర్వాత, ద్రవం యొక్క సాధారణ ఉపయోగం కోసం అవసరాలు సిబ్బందిని బహిర్గతం నుండి రక్షించడానికి అవసరమైన బిగుతును అందించడానికి సరిపోవని యజమాని నిర్ణయిస్తాడు. ”
పైన పేర్కొన్న M నిర్వచనంలో, హైడ్రోజన్ వాయువు పేరా (1) యొక్క ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా లేదు ఎందుకంటే ఇది విషపూరిత ద్రవంగా పరిగణించబడదు. అయితే, ఉపవిభాగం (2)ని వర్తింపజేయడం ద్వారా, "...పైపింగ్ డిజైన్, అనుభవం, ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులు మరియు స్థానం..." యొక్క తగిన పరిశీలన తర్వాత తరగతి Mలో హైడ్రాలిక్ వ్యవస్థల వర్గీకరణను కోడ్ అనుమతిస్తుంది. యజమాని సాధారణ ద్రవ నిర్వహణను నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తాడు. హైడ్రోజన్ గ్యాస్ పైపింగ్ వ్యవస్థల రూపకల్పన, నిర్మాణం, తనిఖీ, తనిఖీ మరియు పరీక్షలలో ఉన్నత స్థాయి సమగ్రత అవసరాన్ని తీర్చడానికి అవసరాలు సరిపోవు.
అధిక ఉష్ణోగ్రత హైడ్రోజన్ తుప్పు (HTHA) గురించి చర్చించే ముందు దయచేసి పట్టిక 1ని చూడండి. ఈ పట్టికలో కోడ్‌లు, ప్రమాణాలు మరియు నిబంధనలు జాబితా చేయబడ్డాయి, ఇందులో HTHAని కలిగి ఉన్న ఒక సాధారణ తుప్పు క్రమరాహిత్యం అయిన హైడ్రోజన్ ఎంబ్రిటిల్‌మెంట్ (HE) అనే అంశంపై ఆరు పత్రాలు ఉన్నాయి. OH తక్కువ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సంభవించవచ్చు. తుప్పు యొక్క ఒక రూపంగా పరిగణించబడుతుంది, ఇది అనేక విధాలుగా ప్రారంభించబడుతుంది మరియు విస్తృత శ్రేణి పదార్థాలను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది.
HE వివిధ రూపాలను కలిగి ఉంది, వీటిని హైడ్రోజన్ క్రాకింగ్ (HAC), హైడ్రోజన్ స్ట్రెస్ క్రాకింగ్ (HSC), స్ట్రెస్ కోరోషన్ క్రాకింగ్ (SCC), హైడ్రోజన్ కోరోషన్ క్రాకింగ్ (HACC), హైడ్రోజన్ బబ్లింగ్ (HB), హైడ్రోజన్ క్రాకింగ్ (HIC). )), స్ట్రెస్ ఓరియెంటెడ్ హైడ్రోజన్ క్రాకింగ్ (SOHIC), ప్రోగ్రెసివ్ క్రాకింగ్ (SWC), సల్ఫైడ్ స్ట్రెస్ క్రాకింగ్ (SSC), సాఫ్ట్ జోన్ క్రాకింగ్ (SZC) మరియు హై టెంపరేచర్ హైడ్రోజన్ కోరోషన్ (HTHA)గా విభజించవచ్చు.
దాని సరళమైన రూపంలో, హైడ్రోజన్ ఎంబ్రిటిల్మెంట్ అనేది లోహ ధాన్య సరిహద్దులను నాశనం చేయడానికి ఒక యంత్రాంగం, దీని ఫలితంగా అణు హైడ్రోజన్ చొచ్చుకుపోవడం వల్ల డక్టిలిటీ తగ్గుతుంది. ఇది జరిగే మార్గాలు వైవిధ్యంగా ఉంటాయి మరియు పాక్షికంగా వాటి సంబంధిత పేర్ల ద్వారా నిర్వచించబడ్డాయి, ఉదాహరణకు HTHA, ఇక్కడ ఒకేసారి అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక పీడన హైడ్రోజన్ పెళుసుదనం కోసం అవసరం, మరియు SSC, ఇక్కడ అణు హైడ్రోజన్ క్లోజ్డ్-వాయువులు మరియు హైడ్రోజన్‌గా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఆమ్ల తుప్పు కారణంగా, అవి లోహ కేసులలోకి చొచ్చుకుపోతాయి, ఇది పెళుసుదనానికి దారితీస్తుంది. కానీ మొత్తం ఫలితం పైన వివరించిన హైడ్రోజన్ ఎంబ్రిటిల్మెంట్ యొక్క అన్ని కేసుల మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇక్కడ లోహం యొక్క బలం దాని అనుమతించదగిన ఒత్తిడి పరిధి కంటే పెళుసుదనం ద్వారా తగ్గుతుంది, ఇది ద్రవం యొక్క అస్థిరతను బట్టి సంభావ్య విపత్కర సంఘటనకు వేదికను నిర్దేశిస్తుంది.
గోడ మందం మరియు యాంత్రిక కీలు పనితీరుతో పాటు, H2 గ్యాస్ సర్వీస్ కోసం పదార్థాలను ఎంచుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన రెండు ప్రధాన అంశాలు ఉన్నాయి: 1. అధిక ఉష్ణోగ్రత హైడ్రోజన్ (HTHA) కు గురికావడం మరియు 2. సంభావ్య లీకేజీ గురించి తీవ్రమైన ఆందోళనలు. రెండు అంశాలు ప్రస్తుతం చర్చలో ఉన్నాయి.
పరమాణు హైడ్రోజన్ మాదిరిగా కాకుండా, అణు హైడ్రోజన్ విస్తరించగలదు, హైడ్రోజన్‌ను అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు పీడనాలకు గురి చేస్తుంది, సంభావ్య HTHA కి ఆధారాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఈ పరిస్థితులలో, అణు హైడ్రోజన్ కార్బన్ స్టీల్ పైపింగ్ పదార్థాలు లేదా పరికరాలలోకి వ్యాపించగలదు, అక్కడ అది లోహ ద్రావణంలో కార్బన్‌తో చర్య జరిపి ధాన్యం సరిహద్దుల వద్ద మీథేన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. తప్పించుకోలేక, వాయువు విస్తరిస్తుంది, పైపులు లేదా పాత్రల గోడలలో పగుళ్లు మరియు పగుళ్లను సృష్టిస్తుంది - ఇది HTGA. మీరు HTHA ఫలితాలను చిత్రం 2లో స్పష్టంగా చూడవచ్చు, ఇక్కడ 8″ గోడలో పగుళ్లు మరియు పగుళ్లు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. ఈ పరిస్థితులలో విఫలమయ్యే నామమాత్రపు పరిమాణం (NPS) పైపు భాగం.
ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత 500°F కంటే తక్కువగా నిర్వహించబడినప్పుడు కార్బన్ స్టీల్‌ను హైడ్రోజన్ సేవ కోసం ఉపయోగించవచ్చు. పైన చెప్పినట్లుగా, హైడ్రోజన్ వాయువు అధిక పాక్షిక పీడనం మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచబడినప్పుడు HTHA సంభవిస్తుంది. హైడ్రోజన్ పాక్షిక పీడనం దాదాపు 3000 psi ఉంటుందని మరియు ఉష్ణోగ్రత దాదాపు 450°F కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు కార్బన్ స్టీల్ సిఫార్సు చేయబడదు (ఇది చిత్రం 2లోని ప్రమాద పరిస్థితి).
API 941 నుండి పాక్షికంగా తీసుకోబడిన చిత్రం 3లోని సవరించిన నెల్సన్ ప్లాట్ నుండి చూడగలిగినట్లుగా, అధిక ఉష్ణోగ్రత హైడ్రోజన్ ఫోర్సింగ్‌పై అత్యధిక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. 500°F వరకు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేసే కార్బన్ స్టీల్స్‌తో ఉపయోగించినప్పుడు హైడ్రోజన్ వాయువు పాక్షిక పీడనం 1000 psi కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.
చిత్రం 3. ఈ సవరించిన నెల్సన్ చార్ట్ (API 941 నుండి స్వీకరించబడింది) వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద హైడ్రోజన్ సేవకు తగిన పదార్థాలను ఎంచుకోవడానికి ఉపయోగించవచ్చు.
అంజీర్ 3 లో హైడ్రోజన్ దాడిని నివారించడానికి హామీ ఇవ్వబడిన స్టీల్స్ ఎంపికను చూపిస్తుంది, ఇది ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు హైడ్రోజన్ పాక్షిక పీడనాన్ని బట్టి ఉంటుంది. ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్లెస్ స్టీల్స్ HTHA కి సున్నితంగా ఉండవు మరియు అన్ని ఉష్ణోగ్రతలు మరియు పీడనాల వద్ద సంతృప్తికరమైన పదార్థాలు.
ఆస్టెనిటిక్ 316/316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ హైడ్రోజన్ అనువర్తనాలకు అత్యంత ఆచరణాత్మక పదార్థం మరియు నిరూపితమైన ట్రాక్ రికార్డ్‌ను కలిగి ఉంది. వెల్డింగ్ సమయంలో అవశేష హైడ్రోజన్‌ను లెక్కించడానికి మరియు వెల్డింగ్ తర్వాత వేడి ప్రభావిత జోన్ (HAZ) కాఠిన్యాన్ని తగ్గించడానికి కార్బన్ స్టీల్‌లకు పోస్ట్-వెల్డ్ హీట్ ట్రీట్‌మెంట్ (PWHT) సిఫార్సు చేయబడినప్పటికీ, ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లకు ఇది అవసరం లేదు.
హీట్ ట్రీట్మెంట్ మరియు వెల్డింగ్ వల్ల కలిగే థర్మోథర్మల్ ప్రభావాలు ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్లెస్ స్టీల్స్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలపై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. అయితే, కోల్డ్ వర్కింగ్ ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్లెస్ స్టీల్స్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది, అంటే బలం మరియు కాఠిన్యం. ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ నుండి పైపులను వంచి ఏర్పరుస్తున్నప్పుడు, వాటి యాంత్రిక లక్షణాలు మారుతాయి, వాటిలో పదార్థం యొక్క ప్లాస్టిసిటీ తగ్గడం కూడా ఉంటుంది.
ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌కు కోల్డ్ ఫార్మింగ్ అవసరమైతే, ద్రావణ ఎనియలింగ్ (సుమారు 1045°C వరకు వేడి చేయడం, తరువాత క్వెన్చింగ్ లేదా వేగవంతమైన శీతలీకరణ) పదార్థం యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను వాటి అసలు విలువలకు పునరుద్ధరిస్తుంది. ఇది మిశ్రమ లోహ విభజన, సెన్సిటైజేషన్ మరియు కోల్డ్ వర్కింగ్ తర్వాత సాధించిన సిగ్మా దశను కూడా తొలగిస్తుంది. ద్రావణ ఎనియలింగ్ చేస్తున్నప్పుడు, సరిగ్గా నిర్వహించకపోతే వేగవంతమైన శీతలీకరణ అవశేష ఒత్తిడిని పదార్థంలోకి తిరిగి తీసుకురాగలదని గుర్తుంచుకోండి.
H2 సర్వీస్ కోసం ఆమోదయోగ్యమైన మెటీరియల్ ఎంపికల కోసం ASME B31 లోని GR-2.1.1-1 పైపింగ్ మరియు ట్యూబింగ్ అసెంబ్లీ మెటీరియల్ స్పెసిఫికేషన్ ఇండెక్స్ మరియు GR-2.1.1-2 పైపింగ్ మెటీరియల్ స్పెసిఫికేషన్ ఇండెక్స్ పట్టికలను చూడండి. పైపులు ప్రారంభించడానికి మంచి ప్రదేశం.
1.008 అణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్ల (అము) ప్రామాణిక పరమాణు బరువుతో, హైడ్రోజన్ ఆవర్తన పట్టికలో అత్యంత తేలికైన మరియు అతి చిన్న మూలకం, అందువల్ల లీక్ అయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల వినాశకరమైన పరిణామాలు సంభవిస్తాయని నేను జోడించవచ్చు. అందువల్ల, గ్యాస్ పైప్‌లైన్ వ్యవస్థను యాంత్రిక రకం కనెక్షన్‌లను పరిమితం చేసే విధంగా మరియు నిజంగా అవసరమైన కనెక్షన్‌లను మెరుగుపరచే విధంగా రూపొందించాలి.
సంభావ్య లీక్ పాయింట్లను పరిమితం చేసేటప్పుడు, పరికరాలు, పైపింగ్ ఎలిమెంట్స్ మరియు ఫిట్టింగ్‌లపై ఫ్లాంజ్డ్ కనెక్షన్‌లను మినహాయించి, వ్యవస్థను పూర్తిగా వెల్డింగ్ చేయాలి. థ్రెడ్ కనెక్షన్‌లను పూర్తిగా కాకపోయినా, సాధ్యమైనంతవరకు నివారించాలి. ఏ కారణం చేతనైనా థ్రెడ్ కనెక్షన్‌లను నివారించలేకపోతే, థ్రెడ్ సీలెంట్ లేకుండా వాటిని పూర్తిగా ఎంగేజ్ చేసి, ఆపై వెల్డింగ్‌ను సీల్ చేయాలని సిఫార్సు చేయబడింది. కార్బన్ స్టీల్ పైపును ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, పైపు కీళ్లను బట్ వెల్డింగ్ చేయాలి మరియు పోస్ట్ వెల్డ్ హీట్ ట్రీట్మెంట్ (PWHT) చేయాలి. వెల్డింగ్ తర్వాత, వేడి-ప్రభావిత జోన్ (HAZ)లోని పైపులు పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా హైడ్రోజన్ దాడికి గురవుతాయి. హైడ్రోజన్ దాడి ప్రధానంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద జరిగినప్పటికీ, PWHT దశ పరిసర పరిస్థితులలో కూడా ఈ అవకాశాన్ని పూర్తిగా తగ్గిస్తుంది, తొలగించదు.
ఆల్-వెల్డెడ్ సిస్టమ్ యొక్క బలహీనమైన స్థానం ఫ్లాంజ్ కనెక్షన్. ఫ్లాంజ్ కనెక్షన్లలో అధిక స్థాయి బిగుతును నిర్ధారించడానికి, కామ్ప్రొఫైల్ గాస్కెట్లు (ఫిగ్. 4) లేదా మరొక రకమైన గాస్కెట్లను ఉపయోగించాలి. అనేక తయారీదారులచే దాదాపు ఒకే విధంగా తయారు చేయబడిన ఈ ప్యాడ్ చాలా క్షమించేది. ఇది మృదువైన, వికృతమైన సీలింగ్ పదార్థాల మధ్య సాండ్విచ్ చేయబడిన దంతాలతో కూడిన ఆల్-మెటల్ రింగులను కలిగి ఉంటుంది. తక్కువ ఒత్తిడితో బిగుతుగా సరిపోయేలా అందించడానికి దంతాలు బోల్ట్ యొక్క భారాన్ని చిన్న ప్రాంతంలో కేంద్రీకరిస్తాయి. ఇది అసమాన ఫ్లాంజ్ ఉపరితలాలను అలాగే హెచ్చుతగ్గుల ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులను భర్తీ చేయగల విధంగా రూపొందించబడింది.
చిత్రం 4. కమ్ప్రొఫైల్ గాస్కెట్లు రెండు వైపులా మృదువైన పూరకంతో బంధించబడిన మెటల్ కోర్ కలిగి ఉంటాయి.
వ్యవస్థ యొక్క సమగ్రతకు మరో ముఖ్యమైన అంశం వాల్వ్. స్టెమ్ సీల్ మరియు బాడీ ఫ్లాంజ్‌ల చుట్టూ లీక్‌లు ఉండటం నిజమైన సమస్య. దీనిని నివారించడానికి, బెలోస్ సీల్ ఉన్న వాల్వ్‌ను ఎంచుకోవాలని సిఫార్సు చేయబడింది.
1 అంగుళం ఉపయోగించండి. స్కూల్ 80 కార్బన్ స్టీల్ పైపు, క్రింద ఉన్న మా ఉదాహరణలో, ASTM A106 Gr B ప్రకారం తయారీ సహనాలు, తుప్పు మరియు యాంత్రిక సహనాలను ఇచ్చినప్పుడు, గరిష్టంగా అనుమతించదగిన పని ఒత్తిడి (MAWP)ని 300°F వరకు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద రెండు దశల్లో లెక్కించవచ్చు (గమనిక: “…300ºF వరకు ఉష్ణోగ్రతలకు…” కారణం ASTM A106 Gr B పదార్థం యొక్క అనుమతించదగిన ఒత్తిడి (S) ఉష్ణోగ్రత 300ºF కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు క్షీణించడం ప్రారంభమవుతుంది.(S), కాబట్టి సమీకరణం (1) 300ºF కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు సర్దుబాటు చేయడం అవసరం.)
ఫార్ములా (1) ని సూచిస్తూ, మొదటి దశ పైప్‌లైన్ సైద్ధాంతిక పేలుడు ఒత్తిడిని లెక్కించడం.
T = పైపు గోడ మందం నుండి యాంత్రిక, తుప్పు మరియు తయారీ సహనాలను తీసివేసి, అంగుళాలలో.
ఈ ప్రక్రియ యొక్క రెండవ భాగం, సమీకరణం (2) ప్రకారం ఫలితం P కి భద్రతా కారకం S f ను వర్తింపజేయడం ద్వారా పైప్‌లైన్ యొక్క గరిష్ట అనుమతించదగిన పని పీడనం Pa ను లెక్కించడం:
అందువల్ల, 1″ స్కూల్ 80 మెటీరియల్‌ని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, బరస్ట్ పీడనం ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించబడుతుంది:
ASME ప్రెజర్ వెసెల్ సిఫార్సుల విభాగం VIII-1 2019, పేరా 8 ప్రకారం 4 యొక్క సేఫ్టీ Sf వర్తించబడుతుంది. UG-101 ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించబడుతుంది:
ఫలితంగా వచ్చే MAWP విలువ 810 psi. అంగుళం పైపును మాత్రమే సూచిస్తుంది. వ్యవస్థలో అత్యల్ప రేటింగ్ కలిగిన ఫ్లాంజ్ కనెక్షన్ లేదా భాగం వ్యవస్థలో అనుమతించదగిన ఒత్తిడిని నిర్ణయించడంలో నిర్ణయించే అంశంగా ఉంటుంది.
ASME B16.5 ప్రకారం, 150 కార్బన్ స్టీల్ ఫ్లాంజ్ ఫిట్టింగ్‌లకు గరిష్టంగా అనుమతించదగిన పని ఒత్తిడి -20°F నుండి 100°F వద్ద 285 psi. అంగుళం. క్లాస్ 300 గరిష్టంగా అనుమతించదగిన పని ఒత్తిడి 740 psiని కలిగి ఉంటుంది. దిగువన ఉన్న మెటీరియల్ స్పెసిఫికేషన్ ఉదాహరణ ప్రకారం ఇది సిస్టమ్ యొక్క పీడన పరిమితి కారకం అవుతుంది. అలాగే, హైడ్రోస్టాటిక్ పరీక్షలలో మాత్రమే, ఈ విలువలు 1.5 రెట్లు మించిపోవచ్చు.
ప్రాథమిక కార్బన్ స్టీల్ మెటీరియల్ స్పెసిఫికేషన్‌కు ఉదాహరణగా, 740 psi. అంగుళాల డిజైన్ పీడనం కంటే తక్కువ పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేసే H2 గ్యాస్ సర్వీస్ లైన్ స్పెసిఫికేషన్, టేబుల్ 2లో చూపిన మెటీరియల్ అవసరాలను కలిగి ఉండవచ్చు. స్పెసిఫికేషన్‌లో చేర్చడానికి శ్రద్ధ అవసరమయ్యే రకాలు క్రిందివి:
పైపింగ్ కాకుండా, పైపింగ్ వ్యవస్థను తయారు చేసే అనేక అంశాలు ఉన్నాయి, అవి ఫిట్టింగ్‌లు, వాల్వ్‌లు, లైన్ పరికరాలు మొదలైనవి. ఈ అంశాలలో చాలా వాటిని వివరంగా చర్చించడానికి పైప్‌లైన్‌లో కలిపి ఉంచబడతాయి, అయితే దీనికి ఉంచగలిగే దానికంటే ఎక్కువ పేజీలు అవసరం. ఈ వ్యాసం.