ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Behaviour of Gas Cylinders Periodically Pressurized with Hydrogen at Low FrequenciesIn the course of a three years research project, commercial gas cylinders manufactured from quenched and tempered steel 34 CrMo 4 had been the subject of internal hydrogen pressurization cycles under near service conditions.Since hydrogen facilitates the initiation and propagation of fatigue cracks, the low cycle fatigue life of these cylinders is generally reduced as compared to identical tests in oil. Following the results of parallel experiments applying acoustic emission techniques and from the fractographic analysis of the fracture surfaces produced, a model has been presented describing the individual steps taking place in the development of a hydrogen induced vessel failure.Apart from the role which is played by service stresses and metallurgical factors, the results lead to the conclusion that the possible development of a failure is basically controlled by the state of the internal surface of the cylinder.From the experimental results it is possible to predict the safe service life of frequently filled hydrogen cylinders and pressure vessels. Provided that they are manufactured according to current specifications and guidelines, these cylinders and pressure vessels can be expected to operate safely over long periods.
Notes:
Im Rahmen eines mehrjährigen Forschungsprogramms wurden mit industriell hergestellten Druckgasflaschen aus dem Vergütungsstahl 34 CrMo 4 langsame, die betriebliche Verwendung nachahmende Innendruck-Schwellversuche mit Wasserstoff hoher Reinheit durchgeführt.Dabei wurde festgestellt, daß Wasserstoff, im Vergleich zu Öl als inertem Medium, die Lebensdauer so beanspruchter Bauteile grundsätzlich herabsetzt, weil er die Entstehung und das Wachstum von Ermüdungsrissen begünstigt.Aufgrund der Ergebnisse von begleitend durchgeführten Schallemissionsmessungen und durch fraktografische Analyse der entstandenen Ermüdungsbruchflächen war es möglich, die Entwicklung wasserstoffinduzierter Schädigungen der Behälterwand modellmäßig zu beschreiben und die Bedingungen für den Ablauf der wichtigsten Teilschritte anzugeben. Dabei zeigte sich, daß neben der Beanspruchungshöhe und den werkstoffspezifischen Faktoren der Oberflächenzustand der Stahlflaschen den größten Einfluß auf die Entstehung möglicher Risse hat.Die gewonnenen Untersuchungsergebnisse erlauben es, quantitative Angaben über die voraussichtlich sichere Einsatzzeit von häufig befüllten Wasserstoff-Druckgasflaschen und -Behältern zu machen. Nach den heute gültigen Kriterien hergestellte und geprüfte Flaschen und Behälter können über lange Zeit sicher betrieben werden.
Additional Material:
10 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19820130808
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