Водород является одним из наиболее быстрорастущих альтернативных энергетических ресурсов, используемых сегодня. Манометр служит жизненно важным компонентом вашего оборудования или системы. Многие из этих применений водорода связаны с процессами, которые могут вызвать диффузию ионов водорода, что может повредить ваши инструменты.

При правильном выборе ваша система должна будет работать безопасно и на ожидаемом уровне производительности в течение всего расчетного срока службы системы или  оборудования, но только в том случае, если у вас есть подходящий  манометр  для  применения на вашем оборудовании.

Неправильный манометр может привести к потенциальному повреждению оборудования, травмам работников или результатам измерений, не соответствующим техническим характеристикам.  Итак, как вы можете убедиться, что выбрали правильный вариант для  применения с водородом?

Чтобы убедиться, что у вас есть лучший манометр для работы, вам необходимо учитывать несколько вещей.

Водородные взрывы

Водород в достаточных концентрациях и количествах может создавать избыточное давление в результате выделившегося газа. Возникающее избыточное давление может быть небезопасным, связанным с повреждением здания или летящими обломками.

Как и любая криогенная жидкость, если жидкий водород нагревается и испаряется в газообразное состояние, он занимает значительно больше места. Из жидкой фазы в газовую фазу водород расширяется примерно в 850 раз. Следовательно, в ограничительном сосуде, трубопроводе или герметичном пространстве может легко возникнуть избыточное давление во время перехода фазы из жидкости в газ.

Если баллон с газом под давлением нагреть, газ расширится еще больше. Если давление превысит расчетное значение емкости, произойдет механическое повреждение.

Устройства сброса давления, такие как разрывные мембраны или предохранительные клапаны, следует устанавливать и выводить в безопасное место, чтобы предотвратить возникновение избыточного давления.

Избыточное давление от воспламеняемых выбросов

Помимо избыточного давления, связанного с хранимым газом, горючие газы, такие как водород, могут воспламеняться.  Если облако газообразного водорода воспламенится, быстрое возгорание (т.  е. взрыв) может создать избыточное давление.

Как и в случае паров бензина на заправочной станции, необходимо принять определенные меры предосторожности для ограничения количества источников воспламенения (таких как зажженные сигареты или неклассифицированное электрооборудование) в зонах, где выброс водорода может образовать опасное облако с достаточной концентрацией, чтобы создать воспламеняющееся облако и избыточное давление. Эти зоны часто называют «зонами отчуждения» или «разделительными расстояниями».

Проникновение водорода

Водородная проницаемость означает проникновение ионов водорода через молекулярную структуру материала. Это может вызвать трудности при выборе материалов манометров, контактирующих с внутренней средой, поскольку определенные материалы могут помочь уменьшить эту проблему.

Одним из способов уменьшения проникновения водорода является использование материала с плотной молекулярной ​​структурой, такого как нержавеющая сталь 316L или варианты нержавеющей стали 316. Помимо решетчатой ​​структуры материала, на проникновение водорода также влияет давление процесса. Чем выше давление применения, тем больше сила, прикладываемая к штуцеру и трубке Бурдона.

Эта сила растягивает молекулярную решетку материала, позволяя большему количеству ионов водорода проникать в материал. Поэтому вам следует использовать материал, который не только имеет плотную структуру, но и хорошо подходит для работы в диапазоне давлений.

Водородная хрупкость

Охрупчивание - явление, вызывающее потерю пластичности и, как следствие, хрупкость материала. К высокочувствительным материалам относятся высокопрочные стали, титановые и алюминиевые сплавы, а также электролитическая вязкая медь.

Водородное охрупчивание также известно как водородное растрескивание или водородная атака. Механизмы могут быть водными или газообразными и связаны с попаданием водорода в металл, снижающим его пластичность и несущую способность.

Поскольку атом водорода настолько мал, он может проникать в металл через микротрещины на поверхности. Оказавшись внутри, атомы водорода рекомбинируются с другими, образуя молекулы водорода (H₂).

Эти молекулы будут связываться с другими молекулами H₂, в результате чего образуется большая масса водорода, которая оказывает внешнее давление на дефект. Напряжение ниже предела текучести восприимчивого материала приводит к последующему растрескиванию и катастрофическому хрупкому разрушению.

Когда молекулы водорода диссоциируют (разделяются), они создают ионы водорода, которые являются одними из самых маленьких ионов.  Они могут проходить через решетчатую структуру многих металлов, а затем превращаться в молекулы водорода.

Поглощенные молекулы водорода создают давление и напряжение изнутри материала.  Это может повлиять на пластичность и прочность материала, что в конечном итоге приведет к растрескиванию материала.

Убедитесь, что у вас есть материал подходящего сплава, чтобы предотвратить влияние охрупчивания на эффективность вашего применения.

Рекомендации «НТА-Пром»

Если вы хотите обеспечить безопасные методы работы с водородом, используйте манометры из нержавеющей стали как минимум 316/316L для диапазонов давления до 2000 кг\см².

Манометр BSPG имеет материалы смачиваемых частей, контактирующих с рабочей средой, детали. Прочная передняя часть обеспечивает расширенные функции безопасности. Защитная перегородка с задней выдуваемой стенкой отводит давление от оператора в случае разрыва трубки Бурдона, обеспечивая дополнительный уровень безопасности.