Wpływ wodoru na stale konstrukcyjne stosowane w sprzęcie i urządzeniach do jego transportu i magazynowania

• Autorzy: Masłowski Mateusz , Czupski Marek , Kasza Piotr , Moska Rafał

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2024.3.11

Warianty tytułu

EN

Effect of hydrogen on structural steels used in equipment and devices for its transport and storage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przegląd literatury dotyczący wpływu wodoru na wyroby stalowe. Opisano proces korozji rur, podstawowe rodzaje uszkodzeń stali wywoływane przez wodór oraz główne czynniki wpływające na kruchość wodorową, takie jak m.in. mikrostruktura, właściwości mechaniczne, charakter granicy ziaren, tekstura krystalograficzna, wtrącenia i wydzielenia oraz temperatura. Mechanizmy niszczenia wodorowego przedstawiono za pomocą dwóch modeli: dekohezji wzmocnionej wodorem HEDE oraz miejscowego odkształcenia plastycznego pod wpływem wodoru HALP. Zwrócono także uwagę na warunki niezbędne do inicjacji i propagacji pęknięć HIC.

EN

A review, with 53 refs., on the fundamentals of the H₂ corrosion process, the types of steel damage caused by H₂, and the main factors affecting H₂ embrittlement, such as the material’s microstructure, mech. properties, the nature of the grain boundary, crystallographic texture, inclusions and precipitates, and temp. Two models of the H₂ destruction mechanism were presented. Attention was also paid to the conditions necessary for the initiation and propagation of H₂ -induced cracking.

Słowa kluczowe

PL

wodór; korozja; kruchość wodorowa; transport wodoru; magazynowanie wodoru

EN

hydrogen; corrosion; hydrogen embrittlement; hydrogen transport; hydrogen storage

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 103, nr 3
• Strony: 410--416
• Opis fizyczny: Bibliogr. 53 poz.

Twórcy

autor

Masłowski Mateusz

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Armii Krajowej 3, 38-400 Krosno

• https://orcid.org/0000-0003-1181-8804

autor

Czupski Marek

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-6151-8044

autor

Kasza Piotr

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-8478-7650

autor

Moska Rafał

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-6353-9287

Bibliografia

• [1] A. Price, Electrochemical energy storage for renewable sources and grid balancing, Elsevier, 2015.
• [2] P. Breeze, Power system energy storage technologies, Academic Press, 2018.
• [3] B. J. Lowesmith, G. Hankinson, C. Spataru, M. Stobbart, Int. J. Hydrog. Energy 2009, 34, nr 14, 5932.
• [4] E. Ohaeri, U. Eduok, J. Szpunar, Int. J. Hydrog. Energy 2018, 43, nr 31, 14584.
• [5] M. B. Djukic, V. Sijacki Zeravcic, G. M. Bakic, A. Sedmak, B. Rajicic, Eng. Fail. Anal. 2015, 58, part 2, 499.
• [6] B. N. Popov, J. W. Lee, M. B. Djukic, Handbook of environmental degradation of materials, Elsevier, 2018.
• [7] API 5L, Specification for line pipe, ed. 42, 2000.
• [8] A. Charles, Electrochim. Acta 2003, 48, 1081.
• [9] M. L. Martin, P. Sofronis, J. Natural Gas Sci. Eng. 2020, 101, 104547, 1.
• [10] B. D. B. Tiu, R. C. Advincula, React. Funct. Polym. 2015, 95, 25.
• [11] W. Beck, J. O. Bockris, J. McBreen, L. Nanis, Proc. Math. Phys. Eng. 1966, 290, 220.
• [12] M. Al-Mansour, A. M. Alfantazi, M. El-boujdaini, Mater. Des. 2009, 30, nr 10, 4088.
• [13] G. P. Tiwari, A. Bose, J. K. Chakravartty, S. L. Wadekar, M. K. Totlani, R. N. Arya, R. K. Fotedar, Mater. Sci. Eng. A 2000, 286, nr 2, 269.
• [14] M. S. Cayard, R. D. Kane, R. J. Horvath, Mat. Międzynarodowej Konf. “Corrosion 2002”, Denver, Colorado, 7-11 April, 2002, Paper Number: NACE-02554.
• [15] G. K. Mori, J. Feyerl, H. Zitter, Mat. Międzynarodowej Konf. „Corrosion 2002”, Denver, Colorado, 7-11 April, 2002.
• [16] H. K. D. H. Bhadeshia, Acta Metall. 1980, 28, nr 8, 1103.
• [17] J. Xu, R. D. K. Misra, B. Guo, Z. Jia, L. Zheng, Mater. Sci. Eng. A 2013, 574, 94.
• [18] D. P. Dunne, D. Hejazi, A. A. Saleh, A. J. Haq, A. Calka, E. V. Pereloma, Int. J. Hydrog. Energy 2016, 41, nr 28, 12424.
• [19] E. Ramirez, J. G. González-Rodriguez, A. Torres-Islas, S. Serna, B. Campillo, G. Dominguez-Patiño, J. A. Juárez-Islas, Corros. Sci. 2008, 50, nr 12, 3534.
• [20] D. Hardie, E.A. Charles, A.H. Lopez, Corros. Sci. 2006, 48, nr 12, 4278.
• [21] D. Dwivedi, K. Lepková, T. Becker, RSC Adv. 2016, 7, 4580.
• [22] V. Venegas, F. Caleyo, T. Baudin, J. H. Espina-Hernandez, J. M. Hallen, Corros. Sci. 2011, 53, nr 12, 3873.
• [23] V. Venegas, F. Caleyo, J. M. Hallen, T. Baudin, R. Penelle, Metall. Mater. Trans. A 2007, 38, 1022.
• [24] V. Venegas, F. Caleyo, J. L. González, T. Baudin, J. M. Hallen, R. Penelle, Scr. Mater. 2005, 52, nr 2, 147.
• [25] V. Venegas, F. Caleyo, T. Baudin, J. M. Hallen, R. Penelle, Corros. Sci. 2009, 51, nr 5, 1140.
• [26] D. Li, R. P. Gangloff, J. R. Scully, Metall. Mater. Trans. A 2004, 35, 849.
• [27] T. Y. Jin, Z. Y. Liu, Y. F. Cheng, Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, nr 15, 7667.
• [28] M. A. Mohtadi-Bonab, M. Eskandari, Eng. Fail. Anal. 2017, 79, 351.
• [29] M. A. Mohtadi-Bonab, M. Eskandari, R. Karimdadashi, J.A. Szpunar, Met. Mater. Int. 2017, 23, 726.
• [30] M. Zhou, H. Yu, Int. J. Miner. Metall. Mater. 2012, 19, 805.
• [31] G. Domizzi, G. Anteri, J. Ovejero-García, Corros. Sci. 2001, 43, nr 2, 325.
• [32] P. C. Okonkwo, M. H. Sliem, R. A. Shakoor, A. M. A. Mohamed, A. M. Abdullah, J. Mater. Eng. Perform. 2017, 26, 3775.
• [33] N. Shohoji, J. Mater. Sci. 1986, 21, 2147.
• [34] A. Barnoush, H. Vehoff, Acta Mater. 2010, 58, nr 16, 5274.
• [35] E. Villalba, A. Atrens, Eng. Fail. Anal. 2009, 16, nr 1, 164.
• [36] K. O. Findley, M. K. O’Brien, H. Nako, Mater. Sci. Technol. 2015, 31, nr 14, 1673.
• [37] H. J. Grabke, F. Gehrmann, E. Riecke, Steel Res. Int. 2001, 72, nr 5-6, 225.
• [38] S. P. Lynch, Mat. Międzynarodowej Konf. “Corrosion 2007”, Nashville, Tennessee, 11-15 March, 2007, Paper Number: NACE-07493.
• [39] A. R. Troiano, Metallogr. Microstruct. Anal. 2016, 5, 557.
• [40] I. H. Katzarov, A. T. Paxton, Phys. Rev. Mater. 2017, 1, nr 3, 033603.
• [41] H. K. Birnbaum, P. Sofronis, Mater. Sci. Eng. A 1994, 176, nr 1-2, 191.
• [42] F. Terasaki, H. Ohtani, A. Ikeda, M. Nakanishi, Proc. Inst. Mech. Eng. A: J. Power Energy 1986, 200, nr 3, 141.
• [43] Y. Sun, F. Cheng, Int. J. Hydrogen Energy 2021, 46, nr 44, 10205.
• [44] R. A. Oriani, Acta Metall. 1970, 18, nr 1, 147.
• [45] Y. Yang, L. Shi, Z. Xu, H. Lu, X. Chen, X. Wang, Eng. Fract. Mech. 2015, 148, 337.
• [46] S. S. Babu, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2004, 8, nr 3-4, 267.
• [47] T. Fujishiro, T. Hara, J. Sci. Eng. 2018, 74, nr 10, 1054.
• [48] RP0475-1991, Selection of metallic materials to be used in all phases of water handling for injection into oil bearing formations.
• [49] MR-0175-2000, Petroleum and natural gas industries. Materials for use in H2 S-containing environments in oil and gas production. Part 1. General principles for selection of cracking-resistant materials.
• [50] MR-0176-2000, Standard material requirements metallic materials for sucker-rod pumps for corrosive oil field environments.
• [51] B. Otzisk, A. Gourzoulidou, F. Dean, K. Bernemann, Petrol. Technol. 2009, 14, nr 3, 79.
• [52] I. Thompson, J. R. Saithala, Corros. Eng. Sci. Technol. 2016, 51, 1185.
• [53] J. C. B. Bertoncello, L. Simoni, M. R. Tagliari, A. Scheid, M. T. P. Paes, C. E. F. Kwietniewski, Surf. Coating Technol. 2020, 399, 126156.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).