氫氣管線及其對(duì)閥門的要求解讀課件

氫氣管線及其閥門的要求氫氣管線及其閥門的要求目錄目錄一、氫氣的性質(zhì)及其對(duì)材料的影響二、氫氣設(shè)備及其管道三、氫氣管路中的閥門四、安裝管道以及閥門的注意點(diǎn)目錄目錄一、氫氣的性質(zhì)及其對(duì)材料的影響一.氫氣的性質(zhì)以及對(duì)材料的影響1.氫氣的物理性質(zhì)

氫氣（H2）是一種易燃易爆的氣體（屬于危險(xiǎn)化學(xué)品）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓/760mmHg），氫氣是一種無色，無味、無毒的氣體,無腐蝕性，但有很強(qiáng)的滲透性，常溫下可透過橡皮和乳膠管。氫氣的密度為0.09kg/m3，比空氣輕。氫氣微溶于水、乙醇和乙醚。

一.氫氣的性質(zhì)以及對(duì)材料的影響1.氫氣的物理性質(zhì)2.氫氣的化學(xué)性質(zhì)（1）可燃性氫氣極易燃燒，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，放出熱量。由于氫氣無色無味，燃燒時(shí)火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)。氫氣、氧氣混合燃燒火焰溫度為2100-2500℃，其中氫氣在空氣中的爆炸極限為4.2%-74%，在氧氣中的爆炸極限為5.0%-94.3%。氫氣和氟、氯、一氧化碳混合均有爆炸的危險(xiǎn)，其中，氫與氟的混合物在低溫和黑暗環(huán)境就能發(fā)生自發(fā)性爆炸，與氯的混合比為1：1時(shí)，在光照下也可爆炸。2.氫氣的化學(xué)性質(zhì)（1）可燃性氫氣極易燃燒，純凈的氫氣之爆炸范圍最強(qiáng)烈的爆炸范圍空氣、氧氣中混入氫氣的體積占總體積之比%氫氣之爆炸范圍最強(qiáng)烈的爆炸范圍空氣、氧氣中混入氫氣的體積占總氫氣管線及其對(duì)閥門的要求解讀課件（2）還原性

氫氣具有很強(qiáng)的還原性。利用其還原性，氫氣被廣泛的應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)不銹鋼冷軋和碳鋼冷軋卷板退火時(shí)的保護(hù)氣體。氫氣不但對(duì)帶鋼具有防氧化的作用，而且對(duì)帶鋼上的鐵銹具有還原作用，這樣就實(shí)現(xiàn)了帶鋼的光亮退火。（2）還原性氫氣具有很強(qiáng)的還原性。利用其還原（1）氫鼓包

定義：氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部（大部分通過器壁），在另一側(cè)結(jié)合為氫分子逸出。如果氫原子擴(kuò)散到鋼內(nèi)空穴，并在該處結(jié)合成氫分子，由于氫分子不能擴(kuò)散，就會(huì)積累形成巨大內(nèi)壓，引起鋼材表面鼓包甚至破裂的現(xiàn)象稱為氫鼓包。低強(qiáng)鋼，尤其是含大量非金屬夾雜物的鋼，最容易發(fā)生氫鼓包。3.氫氣對(duì)金屬材料的影響（1）氫鼓包定義：氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部（大部分通過器2022/12/22產(chǎn)生氫鼓包的腐蝕環(huán)境：介質(zhì)中通常含有硫化氫、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷離子等毒素，這些介質(zhì)阻止了放氫反應(yīng)。預(yù)防措施：消除工況中的毒素介質(zhì)；如果不能消除，選用空穴少的鎮(zhèn)靜鋼；也可采用對(duì)氫滲透低的奧氏體不銹鋼；或者采用鎳襯里、塑料保護(hù)層、玻璃鋼襯里等；有時(shí)加入緩蝕劑。2022/12/18產(chǎn)生氫鼓包的腐蝕環(huán)境：介質(zhì)中通（2）氫脆

定義：氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強(qiáng)度極限，使得金屬晶格高度變形，在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，又稱白點(diǎn)。氫脆只可防，不可治。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生，就消除不了。

氫脆現(xiàn)象（2）氫脆定義：氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造2022/12/22避免和消除的措施：2.減少金屬中滲氫的數(shù)量。若采用酸洗，需要在酸洗液中添加緩蝕劑；在除油時(shí)，采用化學(xué)除油、清洗劑或溶劑除油；在電鍍時(shí)，堿性鍍液或高電流的鍍液滲氫量都較少。3.采用低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度的鍍涂層

一般認(rèn)為,在電鍍Zn、Cd、Sn、Pb時(shí),滲入鋼件的氫容易殘留下來,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金屬鍍層具有低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度,滲氫較少。4.鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫以消除氫脆隱患等1.選用對(duì)氫脆不敏感的材料，如選用含Ni、Mo的合金鋼。2022/12/18避免和消除的措施：2.減少金屬中滲氫的數(shù)2022/12/22（3）氫蝕定義：在高溫高壓環(huán)境下，氫進(jìn)入金屬內(nèi)與一種組分或元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使金屬破壞，稱為氫蝕。預(yù)防措施：選用抗氫鋼?？蛇x用16MnR（HIC）、15CrMoR（相當(dāng)于1Cr-0.5Mo）、14Cr1MoR（相當(dāng)于1.25Cr-0.5Mo）、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等?？箽滗撝械腃r和Mo能形成穩(wěn)定的碳化物，這樣就減少了氫與碳結(jié)合的機(jī)會(huì)，避免了甲烷氣體的產(chǎn)生。

2022/12/18（3）氫蝕定義：在高溫高壓環(huán)境下，氫進(jìn)入2022/12/22其實(shí)氫腐蝕從理論上分成以上三種，而實(shí)際中三種腐蝕幾乎同時(shí)存在。所以遇到氫腐蝕環(huán)境（臨氫環(huán)境）的設(shè)備一般按納爾遜曲線進(jìn)行選材，并要引起高度重視。常用的抗氫材料有奧氏體不銹鋼、沉淀強(qiáng)化奧氏體合金、低合金鋼、鋁合金及銅合金等。2022/12/18其實(shí)氫腐蝕從理論上分成以上二.氫氣設(shè)備及其管道1.設(shè)備、管線的安全要求

（1）氫氣站或者供氫設(shè)備的安全設(shè)置應(yīng)包括：①應(yīng)設(shè)有安全泄壓裝置，如安全閥等；②氫氣罐頂部最高點(diǎn)，應(yīng)設(shè)氫氣放空管；③應(yīng)設(shè)壓力測(cè)試儀表；④應(yīng)設(shè)氮?dú)獯祾咧脫Q接口。（2）氫氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)防泄漏，所用的儀表及閥門等零部件密封應(yīng)確保良好，定期檢查，對(duì)設(shè)備發(fā)生氫氣泄漏的部位應(yīng)及時(shí)處理。

二.氫氣設(shè)備及其管道1.設(shè)備、管線的安全要求（1）氫氣站或者（3）在氫氣管道與其相連的裝置、設(shè)備之間應(yīng)安裝止回閥，界區(qū)間閥門宜設(shè)置有效隔離措施，防止來自裝置、設(shè)備的外部火焰回火至氫氣系統(tǒng)。氫氣作焊接、切割、燃料和保護(hù)氣等使用時(shí)，每臺(tái)(組)用氫設(shè)備的支管上應(yīng)設(shè)阻火器。（4）對(duì)氫氣設(shè)備、管道和閥門等連接點(diǎn)進(jìn)行漏氣檢查時(shí)，應(yīng)使用中性肥皂水或攜帶式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀，禁止使用明火進(jìn)行漏氣檢查。

（5）爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)符合防爆要求，因需要在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域使用非防爆設(shè)備時(shí)應(yīng)采取隔爆措施。

（3）在氫氣管道與其相連的裝置、設(shè)備之間應(yīng)安裝止回閥，界區(qū)間（6）氫氣管道應(yīng)設(shè)置分析取樣口、吹掃口，其位置應(yīng)能滿足氫氣管道內(nèi)氣體取樣、吹掃、置換要求；最高點(diǎn)應(yīng)設(shè)置排放管，并在管口處設(shè)阻火器。（7）氫氣管道、閥門及水封等出現(xiàn)凍結(jié)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)使用熱水或蒸汽加熱進(jìn)行解凍，且應(yīng)帶面罩進(jìn)行操作。禁止使用明火烘烤或使用錘子等工具敲擊。（6）氫氣管道應(yīng)設(shè)置分析取樣口、吹掃口，其位置應(yīng)能滿足氫氣管2.管線的材質(zhì)以及流速(1)氫氣管線材質(zhì)的選擇

按照國(guó)家氫氣站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氫氣管道的管材應(yīng)采用無縫鋼管。如對(duì)氫氣純度有嚴(yán)格要求時(shí)，選用的材料有所不同：①氣體純度大于或等于99.999%，應(yīng)采用內(nèi)壁電拋光的低碳不銹鋼管(316L)或內(nèi)壁電拋光的不銹鋼管(304)。②氣體純度大于或等于99.99%，應(yīng)采用內(nèi)壁電拋光的不銹鋼管(304)，或者無縫鋼管。③氣體純度小于99.99%，選用無縫鋼管。2.管線的材質(zhì)以及流速(1)氫氣管線材質(zhì)的選擇工作壓力（MPa）最大流速（m/s）＞1.680.1～1.612＜0.1按允許壓力降確定(2)碳素鋼管中氫氣最大流速注：氫氣工作壓力為0.1～3.0MPa，在不銹鋼管中最大流速可為25m/s。設(shè)計(jì)壓力（MPa）最大流速（m/s）＞3.0100.1～3.015＜0.1按允許壓力降確定工作壓力（MPa）最大流速（m/s）＞1.680.1～1.管道工作壓力(MPa)強(qiáng)度試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)泄漏量試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)<0.1空氣或氮?dú)?.1空氣或氮?dú)?.05P空氣或氮?dú)?.0P0.1～3.01.15P1.05P1.0P>3.0水1.5P1.05P1.0P(3)管道的試驗(yàn)介質(zhì)與試驗(yàn)壓力管道工作壓力(MPa)強(qiáng)度試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)泄漏量試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)<0.1空氣或氮?dú)?.1空氣或氮?dú)?.05P空氣或氮?dú)?.0P0.1～3.01.15P1.05P1.0P>3.0水1.5P1.05P1.0P管道工作壓力(MPa)強(qiáng)度試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)泄漏量試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)試工作壓力（MPa）材料＜0.1閥體采用球墨鑄鐵或鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致0.1～2.5閥桿采用碳鋼

閥體采用鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致＞2.5閥體、閥桿、密封面均采用不銹鋼三、氫氣管路中的閥門(1)閥門的選擇根據(jù)國(guó)家氫氣設(shè)計(jì)規(guī)范GB50177-2005對(duì)氫氣管線中閥門應(yīng)采用的規(guī)定：閥門宜采用球閥、截止閥。工作壓力（MPa）材料＜0.1閥體采用球墨鑄鐵或鑄鋼(2)閥門材質(zhì)的規(guī)定如下：注：①當(dāng)密封面與閥體直接連接時(shí)，密封面材料可以與閥體一致。②閥門的密封填料，應(yīng)采用石墨處理過的石棉或聚四氟乙烯材料。設(shè)計(jì)壓力（MPa）材料＜0.1閥體采用球墨鑄鐵或鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致0.1～2.5閥桿采用碳鋼

閥體采用鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致＞2.5閥體、閥桿、密封面均采用不銹鋼(2)閥門材質(zhì)的規(guī)定如下：注：①當(dāng)密封面與閥體直接連接時(shí)，密2022/12/22高溫高壓條件對(duì)材質(zhì)的要求

高溫高壓條件下,針對(duì)管線、閥門的材質(zhì)用到最多的是奧氏體不銹鋼等低碳不銹鋼、低合金鋼（Mo鋼、Cr-Mo鋼）。

奧氏體不銹鋼等低碳不銹鋼在不同的工藝溫度以及氫分壓下具有通用性，低合金鋼只能根據(jù)不同的環(huán)境條件（溫度、氫分壓）確定具體的型號(hào)，在保證生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行下選用低合金鋼的牌號(hào)方面，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了足夠的經(jīng)驗(yàn)。除此之外，從經(jīng)濟(jì)以及應(yīng)力方面考慮，低碳不銹鋼價(jià)格過高，同時(shí)易誘發(fā)應(yīng)力開裂，因此選用材質(zhì)還是以低合金鋼為主（諸如：煉油廠、石化廠、合成氨廠等）。2022/12/18高溫高壓條件對(duì)材質(zhì)的要求在高溫下，氫分子分解為原子形式，它能夠容易地進(jìn)入到鋼材中，并進(jìn)行擴(kuò)散。在這些條件下，氫在鋼中的擴(kuò)散是很迅速的，氫可以與鋼中的碳發(fā)生反應(yīng)，引起表面脫碳和內(nèi)部脫碳以及微裂。高溫氫腐蝕形式{表面脫碳內(nèi)部脫碳和微裂紋高溫高壓條件下，臨氫環(huán)境中對(duì)材料低合金鋼的討論如下：在高溫下，氫分子分解為原子形式，它能夠容易地進(jìn)入到鋼材2022/12/22表面脫碳：

表面脫碳并不產(chǎn)生裂紋。表面脫碳的通常影響是強(qiáng)度和硬度有輕微的降低，但延性增加。由于影響通常較輕微，所以對(duì)其關(guān)注比對(duì)內(nèi)部脫碳少的多。

表面脫碳的理論解釋：是基于碳遷移到表面，并在表面形成碳的氣體化合物，使鋼出現(xiàn)貧碳（形成的氣體化合物為CH4或存在含氧氣體時(shí)形成CO）。蒸汽會(huì)加速這種反應(yīng)，溶解碳向表面擴(kuò)散，速率控制機(jī)理認(rèn)為是碳的擴(kuò)散。由于碳化物不斷析出溶解碳，所以碳化物的穩(wěn)定性直接關(guān)系到表面脫碳的速度。2022/12/18表面脫碳：表面脫碳并不2022/12/22內(nèi)部脫碳和微裂：內(nèi)部脫碳和微裂是由氫向鋼中滲透并反應(yīng)生成其他氣體，如甲烷而造成的。所生成的甲烷不能自鋼中逸出，而通常聚集在晶界空穴處，產(chǎn)生高的局部應(yīng)力，最終導(dǎo)致鋼材的微裂、裂縫或鼓泡。氫損傷鋼材的微裂將導(dǎo)致力學(xué)性能的明顯劣化。微裂未轉(zhuǎn)變珠光體脫碳區(qū)鐵素體C-0.5Mo鋼（ASTMA204-A）在高溫氫環(huán)境中發(fā)生的內(nèi)部脫碳和微裂2022/12/18內(nèi)部脫碳和微裂：內(nèi)部脫碳和微2022/12/22高溫氫腐蝕的影響因素：

包括：鋼材的孕育期、一次應(yīng)力的影響、二次應(yīng)力的影響、熱處理的作用、復(fù)合層和堆焊層的影響等。鋼材的孕育期：高溫高壓氫對(duì)鋼造成損傷之前，在一段時(shí)間內(nèi)用普通的力學(xué)試驗(yàn)方法檢驗(yàn)不出機(jī)械性能有明顯變化。經(jīng)過這段時(shí)間以后，材料產(chǎn)生損傷而導(dǎo)致強(qiáng)度和延性下降。在能夠用普通力學(xué)試驗(yàn)方法測(cè)出氫侵蝕以前的這段時(shí)間稱之為孕育期。簡(jiǎn)單理解就是：質(zhì)變之前的量變階段2022/12/18高溫氫腐蝕的影響因素：包2022/12/22孕育期的長(zhǎng)短是很關(guān)鍵的，因?yàn)樗鼪Q定發(fā)生高溫氫侵蝕條件下鋼材的有效壽命。高溫氫侵蝕的發(fā)生分三個(gè)階段：a．孕育期,在此期間，力學(xué)性能非常緩慢地變化。b.力學(xué)性能快速劣化階段，同時(shí)伴隨微裂紋快速生長(zhǎng)。c.最終階段，固溶體中的碳耗盡，力學(xué)性能達(dá)到最終值。

孕育期中，甲烷在亞顯微空穴內(nèi)形成壓力。由于內(nèi)部甲烷壓力和施加的應(yīng)力這些空穴慢慢增大。當(dāng)空穴達(dá)到臨界尺寸時(shí)，對(duì)力學(xué)性能方面的影響就顯露出來。孕育期取決于多種因素，包括鋼材的類型、冷加工的程度、雜質(zhì)元素的含量、加工應(yīng)力、氫氣壓力和溫度等等。2022/12/18孕育期的長(zhǎng)短是很關(guān)鍵的，因2022/12/22臨氫作業(yè)用鋼防止脫碳和微裂的操作極限2022/12/18臨氫作業(yè)用鋼防止脫碳和微裂的操作極限四、安裝管道以及閥門的注意點(diǎn)（1）接觸氫氣的表面徹底去除毛刺、焊渣、鐵銹和污垢等。（2）碳鋼管的焊接宜采用氬弧焊作底焊；不銹鋼應(yīng)采用氬弧焊。（3）氫氣管道的連接應(yīng)采用焊接或其他有效防止氫氣泄漏的連接方式。管道之間不宜采用螺紋密封連接，氫氣管道與附件連接的密封墊，應(yīng)采用不銹鋼、有色金屬、聚四氟乙烯或氟橡膠材料，禁止用生料帶或其他絕緣材料作為連接密封手段。

四、安裝管道以及閥門的注意點(diǎn)（1）接觸氫氣的表面徹底去除毛刺（4）氫氣管道、閥門、管件等在安裝過程中及安裝后采用嚴(yán)格措施防止焊渣、鐵銹及可燃物等進(jìn)入或遺留在管內(nèi)。（5）氫氣管道強(qiáng)度試驗(yàn)合格后，使用不含油的空氣或惰性氣體，以不小于20m/s的流速進(jìn)行吹掃，直至出口無鐵銹、無塵土及其他污垢為合格。（4）氫氣管道、閥門、管件等在安裝過程中及安裝后采用嚴(yán)格措施謝謝！謝謝！氫氣管線及其閥門的要求氫氣管線及其閥門的要求目錄目錄一、氫氣的性質(zhì)及其對(duì)材料的影響二、氫氣設(shè)備及其管道三、氫氣管路中的閥門四、安裝管道以及閥門的注意點(diǎn)目錄目錄一、氫氣的性質(zhì)及其對(duì)材料的影響一.氫氣的性質(zhì)以及對(duì)材料的影響1.氫氣的物理性質(zhì)

氫氣（H2）是一種易燃易爆的氣體（屬于危險(xiǎn)化學(xué)品）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓/760mmHg），氫氣是一種無色，無味、無毒的氣體,無腐蝕性，但有很強(qiáng)的滲透性，常溫下可透過橡皮和乳膠管。氫氣的密度為0.09kg/m3，比空氣輕。氫氣微溶于水、乙醇和乙醚。

一.氫氣的性質(zhì)以及對(duì)材料的影響1.氫氣的物理性質(zhì)2.氫氣的化學(xué)性質(zhì)（1）可燃性氫氣極易燃燒，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，放出熱量。由于氫氣無色無味，燃燒時(shí)火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)。氫氣、氧氣混合燃燒火焰溫度為2100-2500℃，其中氫氣在空氣中的爆炸極限為4.2%-74%，在氧氣中的爆炸極限為5.0%-94.3%。氫氣和氟、氯、一氧化碳混合均有爆炸的危險(xiǎn)，其中，氫與氟的混合物在低溫和黑暗環(huán)境就能發(fā)生自發(fā)性爆炸，與氯的混合比為1：1時(shí)，在光照下也可爆炸。2.氫氣的化學(xué)性質(zhì)（1）可燃性氫氣極易燃燒，純凈的氫氣之爆炸范圍最強(qiáng)烈的爆炸范圍空氣、氧氣中混入氫氣的體積占總體積之比%氫氣之爆炸范圍最強(qiáng)烈的爆炸范圍空氣、氧氣中混入氫氣的體積占總氫氣管線及其對(duì)閥門的要求解讀課件（2）還原性

氫氣具有很強(qiáng)的還原性。利用其還原性，氫氣被廣泛的應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)不銹鋼冷軋和碳鋼冷軋卷板退火時(shí)的保護(hù)氣體。氫氣不但對(duì)帶鋼具有防氧化的作用，而且對(duì)帶鋼上的鐵銹具有還原作用，這樣就實(shí)現(xiàn)了帶鋼的光亮退火。（2）還原性氫氣具有很強(qiáng)的還原性。利用其還原（1）氫鼓包

定義：氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部（大部分通過器壁），在另一側(cè)結(jié)合為氫分子逸出。如果氫原子擴(kuò)散到鋼內(nèi)空穴，并在該處結(jié)合成氫分子，由于氫分子不能擴(kuò)散，就會(huì)積累形成巨大內(nèi)壓，引起鋼材表面鼓包甚至破裂的現(xiàn)象稱為氫鼓包。低強(qiáng)鋼，尤其是含大量非金屬夾雜物的鋼，最容易發(fā)生氫鼓包。3.氫氣對(duì)金屬材料的影響（1）氫鼓包定義：氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部（大部分通過器2022/12/22產(chǎn)生氫鼓包的腐蝕環(huán)境：介質(zhì)中通常含有硫化氫、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷離子等毒素，這些介質(zhì)阻止了放氫反應(yīng)。預(yù)防措施：消除工況中的毒素介質(zhì)；如果不能消除，選用空穴少的鎮(zhèn)靜鋼；也可采用對(duì)氫滲透低的奧氏體不銹鋼；或者采用鎳襯里、塑料保護(hù)層、玻璃鋼襯里等；有時(shí)加入緩蝕劑。2022/12/18產(chǎn)生氫鼓包的腐蝕環(huán)境：介質(zhì)中通（2）氫脆

定義：氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強(qiáng)度極限，使得金屬晶格高度變形，在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，又稱白點(diǎn)。氫脆只可防，不可治。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生，就消除不了。

氫脆現(xiàn)象（2）氫脆定義：氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造2022/12/22避免和消除的措施：2.減少金屬中滲氫的數(shù)量。若采用酸洗，需要在酸洗液中添加緩蝕劑；在除油時(shí)，采用化學(xué)除油、清洗劑或溶劑除油；在電鍍時(shí)，堿性鍍液或高電流的鍍液滲氫量都較少。3.采用低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度的鍍涂層

一般認(rèn)為,在電鍍Zn、Cd、Sn、Pb時(shí),滲入鋼件的氫容易殘留下來,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金屬鍍層具有低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度,滲氫較少。4.鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫以消除氫脆隱患等1.選用對(duì)氫脆不敏感的材料，如選用含Ni、Mo的合金鋼。2022/12/18避免和消除的措施：2.減少金屬中滲氫的數(shù)2022/12/22（3）氫蝕定義：在高溫高壓環(huán)境下，氫進(jìn)入金屬內(nèi)與一種組分或元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使金屬破壞，稱為氫蝕。預(yù)防措施：選用抗氫鋼?？蛇x用16MnR（HIC）、15CrMoR（相當(dāng)于1Cr-0.5Mo）、14Cr1MoR（相當(dāng)于1.25Cr-0.5Mo）、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等。抗氫鋼中的Cr和Mo能形成穩(wěn)定的碳化物，這樣就減少了氫與碳結(jié)合的機(jī)會(huì)，避免了甲烷氣體的產(chǎn)生。

2022/12/18（3）氫蝕定義：在高溫高壓環(huán)境下，氫進(jìn)入2022/12/22其實(shí)氫腐蝕從理論上分成以上三種，而實(shí)際中三種腐蝕幾乎同時(shí)存在。所以遇到氫腐蝕環(huán)境（臨氫環(huán)境）的設(shè)備一般按納爾遜曲線進(jìn)行選材，并要引起高度重視。常用的抗氫材料有奧氏體不銹鋼、沉淀強(qiáng)化奧氏體合金、低合金鋼、鋁合金及銅合金等。2022/12/18其實(shí)氫腐蝕從理論上分成以上二.氫氣設(shè)備及其管道1.設(shè)備、管線的安全要求

（1）氫氣站或者供氫設(shè)備的安全設(shè)置應(yīng)包括：①應(yīng)設(shè)有安全泄壓裝置，如安全閥等；②氫氣罐頂部最高點(diǎn)，應(yīng)設(shè)氫氣放空管；③應(yīng)設(shè)壓力測(cè)試儀表；④應(yīng)設(shè)氮?dú)獯祾咧脫Q接口。（2）氫氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)防泄漏，所用的儀表及閥門等零部件密封應(yīng)確保良好，定期檢查，對(duì)設(shè)備發(fā)生氫氣泄漏的部位應(yīng)及時(shí)處理。

二.氫氣設(shè)備及其管道1.設(shè)備、管線的安全要求（1）氫氣站或者（3）在氫氣管道與其相連的裝置、設(shè)備之間應(yīng)安裝止回閥，界區(qū)間閥門宜設(shè)置有效隔離措施，防止來自裝置、設(shè)備的外部火焰回火至氫氣系統(tǒng)。氫氣作焊接、切割、燃料和保護(hù)氣等使用時(shí)，每臺(tái)(組)用氫設(shè)備的支管上應(yīng)設(shè)阻火器。（4）對(duì)氫氣設(shè)備、管道和閥門等連接點(diǎn)進(jìn)行漏氣檢查時(shí)，應(yīng)使用中性肥皂水或攜帶式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀，禁止使用明火進(jìn)行漏氣檢查。

（5）爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)符合防爆要求，因需要在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域使用非防爆設(shè)備時(shí)應(yīng)采取隔爆措施。

（3）在氫氣管道與其相連的裝置、設(shè)備之間應(yīng)安裝止回閥，界區(qū)間（6）氫氣管道應(yīng)設(shè)置分析取樣口、吹掃口，其位置應(yīng)能滿足氫氣管道內(nèi)氣體取樣、吹掃、置換要求；最高點(diǎn)應(yīng)設(shè)置排放管，并在管口處設(shè)阻火器。（7）氫氣管道、閥門及水封等出現(xiàn)凍結(jié)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)使用熱水或蒸汽加熱進(jìn)行解凍，且應(yīng)帶面罩進(jìn)行操作。禁止使用明火烘烤或使用錘子等工具敲擊。（6）氫氣管道應(yīng)設(shè)置分析取樣口、吹掃口，其位置應(yīng)能滿足氫氣管2.管線的材質(zhì)以及流速(1)氫氣管線材質(zhì)的選擇

按照國(guó)家氫氣站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氫氣管道的管材應(yīng)采用無縫鋼管。如對(duì)氫氣純度有嚴(yán)格要求時(shí)，選用的材料有所不同：①氣體純度大于或等于99.999%，應(yīng)采用內(nèi)壁電拋光的低碳不銹鋼管(316L)或內(nèi)壁電拋光的不銹鋼管(304)。②氣體純度大于或等于99.99%，應(yīng)采用內(nèi)壁電拋光的不銹鋼管(304)，或者無縫鋼管。③氣體純度小于99.99%，選用無縫鋼管。2.管線的材質(zhì)以及流速(1)氫氣管線材質(zhì)的選擇工作壓力（MPa）最大流速（m/s）＞1.680.1～1.612＜0.1按允許壓力降確定(2)碳素鋼管中氫氣最大流速注：氫氣工作壓力為0.1～3.0MPa，在不銹鋼管中最大流速可為25m/s。設(shè)計(jì)壓力（MPa）最大流速（m/s）＞3.0100.1～3.015＜0.1按允許壓力降確定工作壓力（MPa）最大流速（m/s）＞1.680.1～1.管道工作壓力(MPa)強(qiáng)度試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)泄漏量試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)<0.1空氣或氮?dú)?.1空氣或氮?dú)?.05P空氣或氮?dú)?.0P0.1～3.01.15P1.05P1.0P>3.0水1.5P1.05P1.0P(3)管道的試驗(yàn)介質(zhì)與試驗(yàn)壓力管道工作壓力(MPa)強(qiáng)度試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)泄漏量試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力(MPa)<0.1空氣或氮?dú)?.1空氣或氮?dú)?.05P空氣或氮?dú)?.0P0.1～3.01.15P1.05P1.0P>3.0水1.5P1.05P1.0P管道工作壓力(MPa)強(qiáng)度試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)泄漏量試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)試工作壓力（MPa）材料＜0.1閥體采用球墨鑄鐵或鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致0.1～2.5閥桿采用碳鋼

閥體采用鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致＞2.5閥體、閥桿、密封面均采用不銹鋼三、氫氣管路中的閥門(1)閥門的選擇根據(jù)國(guó)家氫氣設(shè)計(jì)規(guī)范GB50177-2005對(duì)氫氣管線中閥門應(yīng)采用的規(guī)定：閥門宜采用球閥、截止閥。工作壓力（MPa）材料＜0.1閥體采用球墨鑄鐵或鑄鋼(2)閥門材質(zhì)的規(guī)定如下：注：①當(dāng)密封面與閥體直接連接時(shí)，密封面材料可以與閥體一致。②閥門的密封填料，應(yīng)采用石墨處理過的石棉或聚四氟乙烯材料。設(shè)計(jì)壓力（MPa）材料＜0.1閥體采用球墨鑄鐵或鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致0.1～2.5閥桿采用碳鋼

閥體采用鑄鋼

密封面采用合金鋼或與閥體一致＞2.5閥體、閥桿、密封面均采用不銹鋼(2)閥門材質(zhì)的規(guī)定如下：注：①當(dāng)密封面與閥體直接連接時(shí)，密2022/12/22高溫高壓條件對(duì)材質(zhì)的要求

高溫高壓條件下,針對(duì)管線、閥門的材質(zhì)用到最多的是奧氏體不銹鋼等低碳不銹鋼、低合金鋼（Mo鋼、Cr-Mo鋼）。

奧氏體不銹鋼等低碳不銹鋼在不同的工藝溫度以及氫分壓下具有通用性，低合金鋼只能根據(jù)不同的環(huán)境條件（溫度、氫分壓）確定具體的型號(hào)，在保證生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行下選用低合金鋼的牌號(hào)方面，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了足夠的經(jīng)驗(yàn)。除此之外，從經(jīng)濟(jì)以及應(yīng)力方面考慮，低碳不銹鋼價(jià)格過高，同時(shí)易誘發(fā)應(yīng)力開裂，因此選用材質(zhì)還是以低合金鋼為主（諸如：煉油廠、石化廠、合成氨廠等）。2022/12/18高溫高壓條件對(duì)材質(zhì)的要求在高溫下，氫分子分解為原子形式，它能夠容易地進(jìn)入到鋼材中，并進(jìn)行擴(kuò)散。在這些條件下，氫在鋼中的擴(kuò)散是很迅速的，氫可以與鋼中的碳發(fā)生反應(yīng)，引起表面脫碳和內(nèi)部脫碳以及微裂。高溫氫腐蝕形式{表面脫碳內(nèi)部脫碳和微裂紋高溫高壓條件下，臨氫環(huán)境中對(duì)材料低合金鋼的討論如下：在高溫下，氫分子分解為原子形式，它能夠容易地進(jìn)入到鋼材2022/12/22表面脫碳：

表面脫碳并不產(chǎn)生裂紋。表面脫碳的通常影響是強(qiáng)度和硬度有輕微的降低，但延性增加。由于影響通常較輕微，所以對(duì)其關(guān)注比對(duì)內(nèi)部脫碳少的多。

表面脫碳的理論解釋：是基于碳遷移到表面，并在表面形成碳的氣體化合物，使鋼出現(xiàn)貧碳（形成的氣體化合物為CH4或存在含氧氣體時(shí)形成CO）。蒸汽會(huì)加速這種反應(yīng)，溶解碳向表面擴(kuò)散，速率控制機(jī)理認(rèn)為是碳的擴(kuò)散。由于碳化物不斷析出溶解碳，所以碳化物的穩(wěn)定性直接關(guān)系到表面脫碳的速度。2022/12/18表面脫碳：表面脫碳并不2022/12