Měření lomové houževnatosti základního materiálu trubky č. 878 DN1200 v prostředí vysokotlakého vodíku

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F25870807%3A_____%2F23%3AN0000018" target="_blank" >RIV/25870807:_____/23:N0000018 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Měření lomové houževnatosti základního materiálu trubky č. 878 DN1200 v prostředí vysokotlakého vodíku

Popis výsledku v původním jazyce

Technická zpráva shrnuje výsledky zkoušek lomové houževnatosti základního materiálu trubky č. 878 provozovaného plynovodního potrubí. 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. Aplikovaný postup přispívá k doplnění znalostí o chování materiálu v prostředí vysokotlakého vodíku při statickém zatížení s přesně vyčíslenou iniciační hodnotou faktoru intenzity napětí z naměřených J-R křivek, navíc nedochází k ovlivnění difúze vodíku na čelo trhliny v důsledku plastické oblasti na čele trhliny vzniklé při relativně vysokém aplikovaném zatížení před expozicí předepsaném v ASME BPVC VIII.3-2021. Jsou tak poskytnuty konzervativní výsledky lomového chování. 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. Vliv působení vysokotlakého vodíku byl dále doplněn provedením identických zkoušek na vzduchu, zkušební tělesa z obou prostředí byla dále podrobena fraktografickému rozboru se stanovením lomových mechanismů. Naměřené výsledky mají velký aplikační význam pro stanovení aktuálních materiálových stavů plynovodní infrastruktury a jejího dalšího použití při naplňování zamýšlené strategie přimíchávání vodíku do zemního plynu se snížením emisní stopy.

Název v anglickém jazyce

The fracture toughness measurement of the base material of pipe No. 878 DN1200 in a high-pressure hydrogen environment

Popis výsledku anglicky

Technical report summarizes results of fracture toughness tests on the base material of pipe No. 878 of the in-service gas pipeline. The objective of the experimental work was to compare the results of the determination of the stress intensity factor for crack initiation according to ASME BPVC. VIII.3-2021 in a 100 bar hydrogen environment with the results of fracture toughness tests in the same environment using standard methods. The applied procedure contributes to the knowledge of material behavior in high-pressure hydrogen environments under static loading with an accurately quantified stress intensity factor initiation value from measured J-R curves; moreover, there is no effect of hydrogen diffusion to the crack face due to the plastic area at the crack tip formed at relatively high applied load prior to the exposure prescribed in ASME BPVC VIII.3-2021. Thus, conservative fracture behavior results are provided. It can be concluded that, based on approaches for measuring fracture toughness in a high-pressure hydrogen environment, the initiation value of the stress intensity factor in a 100 bar hydrogen environment was measured to exceed the required KIH = 55 MPa.m1/2. The effect of the high pressure hydrogen exposure was further complemented by performing identical tests in air, and all test specimens from both environments were further subjected to fractographic analysis to determine the fracture mechanisms. The measured results have application importance for determining the current material conditions of the pipeline infrastructure and its further use in the implementation of the intended strategy of hydrogen blending into natural gas with a reduced carbon emissions.

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

29

Místo vydání

Ostrava

Název nakladatele resp. objednatele

NET4GAS, s.r.o.

Verze

—