Yüksek basınçlı hidrojenleme kontrol valflerinin seçiminde dikkat edilmesi gerekenler

Hidrojen, indirgeyici, patlayıcı ve yanıcı gibi birçok özelliğe sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda hidrojen molekülleri atomlara ayrılır ve kolayca çelik içine girerek yayılabilir. Bu koşullar altında, hidrojenin çelik içindeki difüzyonu çok hızlıdır; hidrojen, çelikteki karbonla reaksiyona girerek yüzeyde ve iç kısımlarda dekarbürizasyona ve mikroçatlaklara neden olabilir. Hidrojenin metal malzemeler üzerindeki etkisi (1) Hidrojen kabarcıkları Tanım: Hidrojen atomları metalin iç kısımlarına yayılır (çoğunlukla kapak duvarlarından), diğer tarafta hidrojen molekülleri oluşturarak dışarı çıkar. Eğer hidrojen atomları çelikteki gözeneklere nüfuz eder ve orada hidrojen molekülleri oluşturursa, hidrojen moleküllerinin yayılamaması nedeniyle büyük bir iç basınç oluşur. Bu durum, çelik yüzeyinde kabarmalara hatta çatlamalara yol açar ve buna hidrojen kabarması denir. Düşük mukavemetli çelikler, özellikle de yüksek miktarda metal olmayan katı madde içeren çelikler, hidrojen balonlaşmasına en yatkın olanlardır. Hidrojen kabarcıklarının oluştuğu korozyon ortamları: Bu ortamlarda genellikle hidrojen sülfür, arsenik bileşikleri, siyanürler veya fosfor iyonları gibi toksinler bulunur ve bu maddeler hidrojen salınım reaksiyonunu engeller. 　 Önleme tedbirleri: Çalışma koşullarındaki toksik maddelerin ortadan kaldırılması ； Eğer ortadan kaldırılamazsa, az gözenekli sakinleştirici çelik tercih edilmelidir ； Hidrojen sızdırmazlığı düşük olan östenitik paslanmaz çelikler de kullanılabilir ； Veya nikel kaplama, plastik koruyucu katman, cam elyaf takviyeli kompozit kaplama gibi yöntemler kullanılabilir ； Bazen korozyon geciktiriciler eklenir. (2) Hidrojen kırılganlığı Tanımı: Hidrojen kırılganlığı, çelikte bulunan hidrojenin hidrojen molekülleri halinde bir araya gelmesi sonucu stresin yoğunlaşmasıdır. Bu durum, çeliğin dayanım sınırını aşarak metal kristal yapısının büyük ölçüde deforme olmasına ve çelik içinde ince çatlakların oluşmasına neden olur; buna beyaz nokta da denir. Hidrojen kırılganlığı sadece önlenebilir, tedavi edilemez. Hidrojen kırılganlığı bir kez oluştu mu, ortadan kaldırılamaz. Önleme ve ortadan kaldırma yöntemleri 1. Hidrojen kırılganlığına duyarsız malzemeler seçmek, örneğin Ni ve Mo içeren alaşımlı çelikler kullanmak. 2. Metaldeki sızan hidrojen miktarını azaltın. Eğer asit temizleme kullanılıyorsa, asit çözeltisine korozyon önleyici eklenmelidir ； Yağ giderme sırasında kimyasal yağ giderme, temizleyiciler veya çözücüler kullanılır ； Elektroliz sırasında, alkali kaplama çözeltilerinde veya yüksek akımlı kaplama çözeltilerinde hidrojen sızıntısı miktarı daha azdır. 3. Düşük hidrojen difüzyonu ve düşük hidrojen çözünürlüğüne sahip kaplama tabakaları kullanılır. Genellikle, Zn, Cd, Sn, Pb ile elektrolitik kaplama yapılırken çelik parçalara sızan hidrojenin kalıcı olma ihtimali yüksektir. Oysa Cu, Mo, Al, Ag, Au, W gibi metallerden oluşan kaplama tabakalarının düşük hidrojen difüzyonu ve düşük hidrojen çözünürlüğü vardır; bu nedenle hidrojen sızıntısı daha az olur. 4. Kaplama öncesi gerilim giderme ve kaplama sonrası hidrojen giderme, hidrojen kaynaklı kırılma risklerini ortadan kaldırmak için (3) Hidrojen aşındırması: Tanım: Yüksek sıcaklık ve basınç koşullarında hidrojenin metale girerek bir bileşen veya elementle kimyasal reaksiyona girip metali bozmasına hidrojen aşındırması denir. Önlemler: Hidrojen dirençli çelik kullanılmalıdır. 16MnR (HIC), 15CrMoR (1Cr-0,5Mo’ya eşdeğer), 14Cr1MoR (1,25Cr-0,5Mo’ya eşdeğer), 2Cr-0,5Mo, 2,25Cr-1Mo, 2,25Cr-1Mo-0,25V, 3Cr-1Mo-0,25V gibi malzemeler kullanılabilir. Hidrojen dirençli çeliklerdeki Cr ve Mo, stabil karbürler oluşturabilir; bu da hidrojenin karbonla birleşme olasılığını azaltarak metan gazının oluşumunu engeller. Aslında hidrojen korozyonu teorik olarak yukarıdaki üç türe ayrılır, ancak pratikte bu üç korozyon türü neredeyse aynı anda mevcuttur. Bu nedenle, hidrojen korozyonu ortamlarında (hidrojen bulunan ortamlarda) kullanılan ekipmanlar genellikle Nelson eğrisine göre seçilir ve bu konuya büyük özen gösterilmelidir. Yaygın olarak kullanılan hidrojen dirençli malzemeler arasında östenitik paslanmaz çelikler, çökeltme ile güçlendirilmiş östenitik alaşımlar, düşük alaşımlı çelikler, alüminyum alaşımları ve bakır alaşımları yer alır. **Hidrojen Tasarım Standartları GB50177-2005’e göre hidrojen boru hatlarında kullanılacak vanalarla ilgili hükümler şunlardır: Vanalar olarak top vanaları ve kesme vanaları tercih edilmelidir.** :Zaman: Tasarım basıncı (MPa)
Malzeme: <0,1 – Vananın gövdesi dökme grafit demirden veya dökme çelikten yapılmıştır; sızdırmazlık yüzeyi alaşımlı çelikten veya vananın gövdesiyle aynı malzemeden yapılmıştır.
0,1–2,5 – Vananın milinin yapımında karbon çeliği kullanılır; vananın gövdesi dökme çelikten yapılmıştır; sızdırmazlık yüzeyi alaşımlı çelikten veya vananın gövdesiyle aynı malzemeden yapılmıştır.
>2,5 – Vananın gövdesi, mili ve sızdırmazlık yüzeyi tamamen paslanmaz çelikten yapılmıştır. Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşullarında, boru hatları ve vanalar için en çok kullanılan malzemeler ostenitik paslanmaz çelikler gibi düşük karbonlu paslanmaz çelikler ve düşük alaşımlı çeliklerdir (Mo çeliği, Cr-Mo çeliği). Bunun yanı sıra, ekonomik ve stres açısından düşük karbonlu paslanmaz çeliklerin fiyatı çok yüksektir ve aynı zamanda stres kırılmalarına neden olma eğilimindedir; bu yüzden malzeme seçiminde esas olarak düşük alaşımlı çelikler tercih edilir (örneğin: rafineriler, petrokimya tesisleri, sentetik amonyak tesisleri vb.).

Hidrojen ölçüm cihazlarının büyük ustaları, lütfen derin görüşlerinizi paylaşın