학술논문

Hydrogen Embrittlement of Steels in High Pressure H2 Gas and Acidified H2S-saturated Aqueous Brine Solution
Document Type
Original Paper
Source
BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte. 166(9):450-457
Subject
Hydrogen embrittlement
Hydrogen gas
Natural gas
Methanation
Wasserstoffversprödung
Wasserstoffgas
Erdgas
Methanisierung
Language
English
ISSN
0005-8912
1613-7531
Abstract
Zusammenfassung: In unterirdischen Erdgaslagerstätten ist die mikrobiologische Methanisierung geplant. Dazu wird Wasserstoff eingelagert, was zu Wasserstoffversprödung von Stahl führen kann. Um diese Feldbedingungen nachzustellen, wurden Autoklavenversuche durchgeführt, um zu klären, wie viel Wasserstoff aufgenommen wird und ob dieser Gehalt zu einem Versagen der Stähle führt. Es wurden Versuche unter konstanter Last und Auslagerungsversuche mit anschließenden Wasserstoffanalysen durchgeführt. Versuche unter konstanter Last haben gezeigt, dass keinerlei Risse durch Wasserstoffdrücke bis 100 bar und Temperaturen bei 25 °C und 80 °C aufgetreten sind. Die Kohlenstoffstähle nehmen bei diesen Bedingungen maximal 0.54 ppm Wasserstoff auf, was deutlich unterhalb der Versprödungsgrenze liegt. Austenitische Stähle nehmen viel mehr Wasserstoff auf, allerdings weisen diese Stähle auch eine höhere Toleranz gegenüber Wasserstoff auf. In H2S gesättigten Elektrolyten ist die Wasserstoffaufnahme um den Faktor 10 höher als in Wasserstoffgas, was zu Brüchen mehrerer Stähle (hochfeste Kohlenstoffstähle, Super 13Cr und Duplex Stahl 2205) geführt hat.

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