В основной статье было допущено упущение и не рассмотрен вопрос о водородном охрупчивании металлов, на что мне указали различные специалисты. Каюсь и считаю своим долгом исправить и дополнить материал отдельной небольшой дополнительной заметкой.
Итак, на необъятных просторах интернетов, был найден древний фолиант, содержащий тайные знания погибшей цивилизации о воздействии водорода на металлы.
Вот он:
Весь труд довольно объёмен и желающие могут с ним ознакомиться полностью, по ссылке выше. Я же сделаю небольшие выдержки, того что показалось интересным с небольшими комментариями.
Активизация процессов водородного охрупчивания металлов, начинается при относительно небольших температурах, всего от 200 град.С. Я конечно понимаю, что газ в МГП находится под давлением и оттого слегка разогретым, но сильно сомневаюсь, что там есть близко 200 град.С. Но не суть, давайте дальше:
Охрупчивание начинается не сразу и вдруг, а имеется некий период безопасной эксплуатации. При температурах до 200 град.С индукционный период в металлах составляет скромные 100 тысяч часов. Тестировался суперсплав сталь 20.
Имеются способы повысить стойкость металлов, в частности путём легирования. Легирование хромом наиболее эффективно и уже при 12% добавки сплав становится водородностойким. Обратите внимание на рис. 4.49 на незаштрихованную область. Даже меньшие чем 12% добавки хрома уже существенно повышают температуру процесса.
Также может применяться плакировка, вместо цельного сплава. Не рассмотрен процесс гальванопокрытия, например медью, но это 1978 год. Воды утекло с тех пор...
Процесс охрупчивания не является необратимым. При определённых условиях он может быть обращён вспять. "Повреждённая" деталь может быть восстановлена и возвращена в эксплуатацию.
Последний слайд сообщает нам, что некий алюминиевый промышленник суетиться не просто так, а возможно что-то знает про технологии древних:
Зелёным выделен тезис о водородном охрупчивании меди. О процессе я писал в прошлый раз. Там вместо углерода в реакцию вступает кислород, отсюда и такие специфические требования именно к меди. Содержание кислорода в 0,01% не является чем-то запредельным. Это ГОСТовский норматив по кислороду для сплавов М1 и чище. Те же водопроводные трубы вполне себе делаются из сплава М1ф и полагаю могут быть использованы в качестве "последней водородной мили". (Внезапно даже для меня 
).
Вобщем тезисы из комментариев к первой части:
Вплоть до того, что даже считанные минуты контакта с пузырьками водорода могут в будущем привести к разрушению массивной детали. По этой причине высоко нагруженные детали не покрывают гальваническими покрытиями, так как при их нанесении часто выделяется водород, который может способствовать разрушению детали в процессе эксплуатации.
Водородной хрупкости подвержены сплавы железа, алюминия, титана, никеля. То есть практически все конструкционные детали. Медь тоже подвержена, только её не относят к конструкционным металлам.
Проблема разрушения кристаллической решетки металла не зависит от концентрации водорода. Если водород в смеси есть, то разрушение будет происходить. Это одна из нерешаемыз задач на современном уровне НТП. В принципе не решаемая.
и прочие (простите кого забыл), предлагаю считать полным фуфелом несостоятельными.
Всем бобра! Хорошего настроения! Держитесь там 
Ни сколько не сомневаясь в выводах Автора, воспользовавшись "внешним интеллектом" хочу привести следующие цитаты из статьи
Интернет-журнал <<НАУКОВЕДЕНИЕ>>
http://naukovedenie.ru
Том 9, №4 (июль-август 2017
publishing@naukovedere.ru
Интернет журнал «Науковедение» ISSN 2223
Статья опубликована
Ссылка для цитирования этой статьи:
Лахдари А.А., Селдак Айсса, Овчинников И.И., Овчинников И.Г. Моделирование водородного охрупчивания
трубопровода как тонкостенной цилиндрической оболочки из нелинейно упругого материала
(доступ свободный).
Состояние проблемы
Достаточно подробный анализ современного состояния исследований проблемы
водородного охрупчивания металлических материалов по первому направлению содержится в
статье [1], где отмечается, что Министерством энергетики США в свое время были
сформулированы и рекомендованы основные направления фундаментальных исследований
процессов переноса водорода в металле и процессов деградации механических свойств,
приводящих к разрушению металлов [2]. При этом анализ работ [37] показывает, что
механизмы водородного охрупчивания и деградации свойств изучены недостаточно, особенно
по отношению к процессам водородного охрупчивания и деградации механических свойств
сталей для магистральных газопроводов [8 10]. Причем в [10] говорится: «анализ аварийных
разрушений магистральных газопроводов показывает, что наряду с действием многих факторов
(коррозия, пульсация температуры и давления газа), одним из весомых является
наводороживание труб».
ЛИТЕРАТУРА
Нечаев Ю. С. Актуальные проблемы старения, водородного охрупчивания и
стресс - коррозионного поражения сталей и эффективные пути их решения
2007, № 11(55)6
Use <<Basis research Needs for the Hydrogen Economy», May 13
Колачев Б. А. Водородная хрупкость металлов. М. Наука. 1985. 216 с.
Ткачев В. И., Холодный В. Н., Левина И. Н. Работоспособность сталей и сплавов
В среде водорода. Львов. НАН Украины, Физ. мех. ин т им. Г. В. Карпенко. 1
НЕ ВСЁ ТАК ОДНОЗНАЧНО ))
Комментарии
Проблема разрушения кристаллической решетки металла не зависит от концентрации водорода. Если водород в смеси есть, то разрушение будет происходить. Это одна из нерешаемыз задач на современном уровне НТП. В принципе не решаемая. ..........
Вы знаете что в самом обычном воздухе содержится водород?
Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота, на 21% - из кислорода и на 0,03% - из углекислого газа. Оставшийся процент приходится на водяные пары, водород, благородные газы и другие примеси.
Всех предупреждаю - не читая комментировать не надо - буду прибивать нафиг тапком не отвечая. Коммент выше оставляю как пример. Автору при рецидиве - 15 суток.
Ну, выше сотни градусов там точно.
Не зря же там системы охлаждения стоят, на каждой из сотен станций перекачки газа.
А локально(на лопатках компрессоров) и того выше.
Охлаждение разумеется, потому как при росте давления в 10-20-30 раз у нас соответственно и температура вырастет в 10-20-30 раз. Сжатие в Потоки вообще наверное многоступенчатое с промежуточным охлаждением, т.к. там помнится сотни атмосфер на входе давят.
В любом случае, всё не так однозначно как видится с массах.
Вопрос про турбины нагнетающих станций.
Лопатки компрессоров нагреваются выше 200 градусов.
Как с ними быть?
Но, не суть.
Вот тут тоже есть кое-какая информация.
Как это устроено и почему работает, например.
Периодически менять.
Нафига козе баян?
Я занимался этой проблемой, сероводородным охрупчиванием прочных сталей. Наиболее опасен водород в момент образования, часть его не успевает соединиться в молекулы, проникает в структуру металла и молизуется на границах зерен. При этом мягкие стали шелушатся, а высокопрочные - хрупко ломаются. Думаю, в сжиженном водороде этих проблем не будет, слишком мала температура и тепловое движение.
Жидкий водород изначально имеет две фазы - 25% пароводорода и остальное - ортоводород. Если отконвертировать вторую фазу до первой (процедура трудоёмка длительностью - несколько суток, если не прибегать к катализу) процентов до 95 или больше, то отлично хранится месяцами.
Именно СЕРОводородная коррозия довольно хорошо исследована. Даже структура под названием NACE создана.
Верно. С молекулярным водородом дела обстоят иначе. Он не так опасен.
правильно
охрупчивание грозит именно запорной арматуре и компрессорному хозяйству
насчет легирования
для улучшения обрабатываемость нержи (12х18н10т) подвергают заготовки насыщению водородом
после обработки в вакуумную печь ( хотя можно и без вакуума и печи , через неделю сам выйдет )
Локально на станции да, но не на протяжении же всей трубы.
скромные 100000 часов это 11 лет. Менять раз в 10 лет магистральный газопровод так себе идея.
Армированный пластик?
Не?
На компрессорах -- композиты на лопатки?
Не?
Если нужно сделать -- найдём как.
Если.
Нужно.
А он вообще, держит ли водород? Или как решето? Обычная ПП труба для водопровода проницаема для даже молекул кислорода. Для защиты от проникновения кислорода в воду используют слой алюминия. Можете вспомнить советский шоколад и чай. Блестящая фольга использовалась для защиты продукта от окисления.
Авай ка ещё раз, а то вижу что в буквы у тя плоховато(да хреново прям!) получаеца:
Хва фшары лупица и тупить.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Это только малая часть процессов.
Есть еще простое наполнение металлической решетки атомами водорода и ее разрыв от простых электрических сил. И далее появление микротрещин со всеми вытекающими.
Приведенный учебник рассматривает только часть проблемы.
Он еще и 1978 года. Водородным охрупчиванием у нас плотно занимались как раз в этот период, но вряд ли последние наработки попали прямо в справочник инженера-химика.
Если обратиться к опыту организации, вынужденной плотно заниматься этой темой, то выводы в ней сделали такие:
Проведены обширные исследования работоспособности конструкционных материалов в среде водорода при комнатной и повышенных температурах, при различных уровнях давлений и скоростей деформации, которые позволили установить закономерности снижения свойств сталей и сплавов от водородного охрупчивания:
- наибольшее охрупчивание вызывает среда газообразного водорода в диапазоне температур от -100 до -200 °С, максимальное снижение пластичности имеет место при "комнатной" температуре;
- наиболее чувствительными к среде газообразного водорода при "комнатной" температуре являются характеристики механических свойств, связанные с возникновением значительных пластических деформаций, а также малоцикловая усталость и скорость роста трещин;
- эффект охрупчивания в газообразном водороде при "комнатной" температуре является обратимым и не зависит от продолжительности выдержки в водороде;
- водородное охрупчивание возрастает с увеличением уровня напряженности, жесткости напряженного состояния и зависит от скорости деформаций;
- в среде газообразного водорода высокого давления в области температур, близких к "комнатной", наблюдается уменьшение пластичности и сравнительно небольшое уменьшение прочности при испытаниях на растяжение многих сплавов на основе железа, никеля и кобальта.
В принципе не противоречит тому что написано выше. Не совсем понятно только что имеется ввиду под "комнатной" температурой? В "картинках" авторы работали над нефтепереработкой, а там в основном получение водорода идёт риформингом при высокой температуре. Их интересовала повышенная её и смотрели, но проведённые эксперименты позволили утверждать, что не всё так однозначно.
И какие претензии к 1978 году?
А ядерный ракетный двигатель делали примерно в эти годы, на водороде. Опираясь на знания, соответствующие Справочнику.
Результат замены на испытаниях давлением корпусных деталей азота на водород произвел на очевидцев неизгладимые впечатления.
Да в прямом смысле комнатная. Вот при комнатной температуре на упомянутых выше испытаниях корпусные детали и нагружали.
В принципе, дает информации для размышления сильно побольше, чем справочник инженера.
Т.е. я правильно понял, что по вашему мнению выше написана полная чушь?
В принципе, дает информации для размышления сильно побольше, чем справочник инженера.
В принципе, дает информации для размышления сильно побольше, чем справочник инженера.
Понятно. По ссылке не ходили и дополнительно ничего не читали. Там эти вещи описываются и делается вывод, что ряд легирующих присадок ускоряет негативные процессы - никель например. Все 20-30 страниц текста передирать я не стал - их всё равно никто читать не будет. Кому интересно была дана ссылка.
Из того на что вы ссылаетесь, ничего не сообщается ни о том какие сплавы, в каких режимах работали, как долго. Просто "комнатная" температура и "впечатлились" последствиями.
ИТОГО вывод - у нефтехимиков написана чушь. Принято.
Да хватит Вам, где я такую ересь писал?
По моему мнению, в упомянутом Справочнике для проектирования изделий, работающих в среде газообразного водорода информации недостаточно и она частично устарела.
Ну хоть характер изменения прочности при циклических нагрузках в Справочнике никак не рассмотрен, а пульсации в реальных промышленных установках будут обязательно.
Я не предлагаю брать его за рабочий документ и бежать строить трубопроводы. Вопрос был в том, что много где утверждается, что это в принципе невозможно, но это не так, что и было известно в профильной среде ещё с 70х. И в связи с последним обстоятельством видится, что за 50 прошедших лет этот вопрос не стоял на месте.
На сайте, где мы с Вами пишем, красной нитью проходит мысль, что главная проблема цивилизации не исчерпание ресурсов, а исчерпание легкодоступных ресурсов и уменьшение отдачи от экономической деятельности. Ну, решили 40 лет назад проблему работы с водородом и нам сейчас сильно легче от этого станет? Хватит продукции Норникеля на всех желающих? Все ли смогут за нее заплатить?
Водородная и зелёная движуха она куда серьёзнее чем простое исчерпание ресурсов. Начавшиеся процессы потребуют кардинально иных подходов к выживанию даже, а не развитию. Посмотрите в системе (хорошо, назовём её "зеленобесием"), что в итоге планируется получить, какой продукт на выходе? Красной нитью везде идёт цель получить независимую от внешних поставок топлива "островную" инфраструктуру. И это не только топлива касается кстати.
Предложите своё решение как хранить энергию и где брать базовый газ для химсинтеза и металлургии и про водород все забудут в тот же день.
Разумно использовать имеющиеся ресурсы. Газ, нефть, уголь, уран - вместо безумной накачки изначально хромающих батареек, панелек и водородных пузырей.
Если уровень потребления невозможно удержать (и глупо удерживать) - так надо перейти к реальной оптимизации вместо денежной. Автомобили и дома могут служить десятки и сотни лет, значит побоку желания потребителей менять их ежегодно, на что тратится значительное количество энергии.
Оптимизация физического потребления вместо оптимизации денежных потоков, вот путь в будущее.
Да обратитесь к разработчикам РД-0120, организация работает, установка промышленного производства водорода у них точно есть, может поделятся информацией.
Итого, пытаетесь свести дискуссию к ругани. Вам так комфортнее? Принято.
Вовсе нет. Я резюмировал вывод из вашего сообщения как его понял. Вы что-то другое хотели сказать?
Вывод неверный.
Вот только сейчас сплавы на основе никеля как раз основные при работе с газообразным водородом:
Коррозионная стойкость сплава ХН55МБЮ
Сплав обладает высокой коррозионной стойкостью (1-й балл) в ... Сплав стоек против охрупчивания в газообразном водороде.
По сравнению с чем? Хотя допускаю, что по совокупности свойств он наверное будет оптимальнее других, более стойких именно к водороду.
буковки и циферки н55 означают 55% никеля в сплаве.
на 4 тыс. км трубы 1420 мм это составит 1 млн. т никеля -половина мирового производства за год
Углеродный след представьте.
А ведь вся эта история начиналась для борьбы с этим следом за экологию.
Комнатным называется температурный диапазон +18 до + 24C.
в толерантных учебниках и справочниках этого не написано
Правильно. Это чтоб аборигены, восхваляя гегемона, разбили себе башку в мясо о грабли науки.
Хочется отметить некоторый прогресс: от тезиса невозможно в принципе, т.к. достаточно одной
таблеткикапли водорода, мы перешли к тому, что "10 лет как-то маловато" и "в зоне риска компрессоры и запорная арматура".Продолжим наблюдение...
В зоне риска весь трубопровод.
А что продолжать-то? 10 лет - это приговор.
Скажем так - те кто говорят, что при контакте с водородом сразу все превращается в труху - не правы.
Но и те кто говорят что проблемы не существует - выглядят не менее смешно.
Работать надо. С этим спорить глупо.
Скорость разрушения сильно растёт при механических нагрузках. Чем сильнее нагрузки - тем быстрее происходит разрушение.
Если память мне не изменяет, то где-то один пролёт моста разрушился быстрее, чем сам мост успели построить.
Для чистого водорода корытй молекулярный это все логично . Только дело еще в сере. Которая есть всегда. Так вот, сероводород вполне себе может разваливаться на серу и ионы водорода. Которыте без электрона очень маленькие. И вот когда этот ион водорода проникает в кристалическую решетку метала, то рано или поздно он находит для себя свободный электрон, коих в метале много . И захватив это электрон увеличивается в тысячи раз в размере. И так один за одним один аз одним, и мы получаем сероводородное растрескивание металлов.
Я лично видел вырезки труб с такими растрескиванием.
Против этого разрабатывались и разрабатываются специальные методы защиты, новые сорта стали, специальные покрытия внутренних поверхностей труб итд итп. Этой проблематикой занимаются тысячи людей по всему миру.
Но, полностью эту проблему устранить невозможно, даже теоретически, только замедлить. Больно уж маленький ион водорода.
Может быть, "И захватив этот электрон, увеличивается в тысячи раз"? А то как-то странная фраза получается.
Выходом из ситуации может быть двухслойный трубопровод. Стальная внешняя труба и сменная гибкая внутренняя. Технически может быть осуществимо, но будет, скорее всего, баснословно дорого.
Хотя это только решение для магистральных трубопроводов. Оконечную аппаратуру придётся периодически менять. Это может привести к такому перерасходу ресурсов, по сравнению с которым нынешнее сверхпотребление покажется пустяком.
а как менять "сменную гибкую внутреннюю", если она внутри стальной?
Далее- нам же водород нужен не просто так- лишь бы его по трубам погонять, нет- мы хотим водород этот заставить генерировать энергию. Как? в турбинах как топливо использовать? ооо, вот вам и температура, и давление, и время, и подходящая нагрузка- растяжение с вибрацией- самая поганая нагрузка для развития трещин, которые- тадамс- и есть главная проблема водородного охрупчивания- оно вызывает ускорение роста трещин и увеличение числа зародышей трещинообразования. Переделываем все турбогенераторы всех тепловых электростанций? А где у нас самое сильное влияние водорода проявляется? а проявляется оно сильнее на высокопрочных сталях. На ст20 действительно, от водорода ничего не меняется. А вот на сталях с HRc>30 насыщение даже небольшими дозами водорода приводит к снижению предельной деформации в 3 раза, и падению предела прочности в 1.5 раза. ну и трещинки- никуда не деваются. И вот и получается, что основной части трубы может и пофиг, а вот оконечной аппаратуре- турбинам, их лопатками, подшипникам и валам, клапанам всяким и фитингам- резко снижается ресурс. а это делает экономику этих турбин совсем-совсем другой.
Так и я -об этом.
Это если она пустая, но если в ней 60 очков, то я буду очковать к ней подходить.
Вот сиди, и понимай как хочешь.
В редакторы что-ли пойти...
Страницы