Měření lomové houževnatosti základního materiálu svarového spoje č. 4580 v prostředí vysokotlakého vodíku

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F25870807%3A_____%2F23%3AN0000016" target="_blank" >RIV/25870807:_____/23:N0000016 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Měření lomové houževnatosti základního materiálu svarového spoje č. 4580 v prostředí vysokotlakého vodíku

Popis výsledku v původním jazyce

Cílem experimentálních prací bylo porovnat výsledky stanovení faktoru intenzity napětí pro iniciaci trhliny dle ASME BPVC. VIII.3-2021 v prostředí vodíku o tlaku 100 bar s výsledky zkoušek lomové houževnatosti v tomtéž prostředí za použití standardních metod pro měření lomové houževnatosti. Zkoušky dle ASME BPVC VIII.3-2021 byly provedeny v první polovině roku 2023. Cílem těchto navazujících prací byla přesná kvantifikace iniciačních hodnot faktoru intenzity napětí v prostředí vysokotlakého vodíku s využitím postupů a výpočtů pro měření lomové houževnatosti na základě sestavení J-R křivek, které doplňují a zpřesňují dosud získané výsledky. Pro stanovení vlivu prostředí vysokotlakého vodíku bylo provedeno měření lomové houževnatosti na vzduchu. Všechna zkušební tělesa byla zkoušce podrobena fraktografickému rozboru zaměřenému na oblasti stabilního přírůstku trhliny s hodnocením změny lomového mechanismu v prostředí vysokotlakého vodíku. Již z analýzy zatěžovacích poměrů byl markantní rozdíl v křehkolomovém chování v obou prostředích. Lze konstatovat, že na základě přístupů pro měření lomové houževnatosti v prostředí vysokotlakého vodíku bylo naměřeno, že iniciační hodnota faktoru intenzity napětí v prostředí vodíku o tlaku 100 bar převyšuje požadovanou KIH = 55 MPa.m1/2. Výsledky mají významnou hodnotu především ve vztahu k hodnocení aktuálního stavu materiálu provozovaného produktovodu a jeho svarového spoje a potenciálnímu použití stávající plynárenské infrastruktury pro následování plánované strategie přimíchávání vodíku do zemního plynu. Veškeré práce byly prováděny ve vlastním patentovaném autoklávu pro zkoušení materiálu ve vysokotlakém vodíku, který byl zabudován do servohydraulického zkušebního zařízení MTS 100 kN.

Název v anglickém jazyce

The fracture toughness measurement of the base material of weld joint No. 4580 in a high-pressure hydrogen environment

Popis výsledku anglicky

The aim of the experimental works was to compare the results of determining the stress intensity factor for crack initiation according to ASME BPVC. VIII.3-2021 in a hydrogen environment at a pressure of 100 bar with the results of fracture toughness tests in the same environment using standard methods for measuring fracture toughness. The aim of these follow-up works was to accurately quantify the initiation values of stress intensity factor in high-pressure hydrogen environment using procedures and calculations for fracture toughness measurements based on the construction of J-R curves that complement and refine the results obtained so far. Fracture toughness measurements in air were performed to determine the effect of the high-pressure hydrogen environment. All test bodies were subjected to fractographic analysis focusing on areas of stable crack growth with an assessment of the change in fracture mechanism in the high-pressure hydrogen environment. Already from the analysis of the loading ratios, there was a striking difference in the brittle behavior in both environments. It was measured that the initiation value of the stress intensity factor in a hydrogen environment with a pressure of 100 bar exceeds the required KIH = 55 MPa.m1/2. The results are of significant value particularly in relation to the assessment of the current material condition of the operating pipeline and its welded joint and the potential use of the existing gas infrastructure to follow the planned strategy of hydrogen blending into natural gas. All work was carried out in the company's own patented autoclave for material testing in high-pressure hydrogen, which was integrated into the MTS 100 kN servo-hydraulic test machine.

Druh

V_souhrn - Souhrnná výzkumná zpráva

CEP obor

—

OECD FORD obor

20501 - Materials engineering

Projekt

—

Návaznosti

N - Vyzkumna aktivita podporovana z neverejnych zdroju

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Počet stran výsledku

25

Místo vydání

Ostrava

Název nakladatele resp. objednatele

NET4GAS, s.r.o.

Verze

—