Resumen de Comportamiento a fatiga de soldaduras de construcción (girth welds) en gasoductos existentes para su reconversión a transporte de hidrógeno y blending

I. Montero, Mónica Carboneras, Juan Carlos Suárez Bermejo

• español

  La aptitud para el servicio de los aceros empleados en la red de gasoductos, bajo la acción fragilizadora del hidrógeno, supone la determinación del incremento de velocidad de crecimiento de grietas por fatiga. Las condiciones de servicio se agravan en las soldaduras de construcción (girth welds), donde existen tensiones elevadas y microestructuras metalúrgicas sensibles. Grietas de tamaño subcrítico, tolerables durante la entrada en servicio, pueden crecer en presencia de hidrógeno, en intervalos de servicio más cortos que los considerados actualmente.

  Se ha desarrollado un equipamiento e infraestructura específicos para poder realizar ensayos de mecánica de fractura en condiciones representativas, con concentraciones de hidrógeno de hasta el 100% y presiones de trabajo de hasta 100 barg, pudiéndose ensayar simultáneamente 5 probetas compactas. Entre los resultados de estos estudios destacan los siguientes:

  - Influencia de la presión parcial de hidrógeno sobre la velocidad de crecimiento de grietas por fatiga.

  - Límites de concentración de hidrógeno admisibles.

  - Limitación de la presión de operación en gasoductos existentes, que transporten mezclas GN-H2, o incluso H2 puro.

  - Para nuevos gasoductos, características mecánicas a exigir a las tuberías, atendiendo al grado de acero y al procedimiento de soldadura empleado.

• English

  The serviceability of steels used in the gas pipeline network, under the embrittlement action of hydrogen, involves determining the increased rate of fatigue crack growth. Service conditions are aggravated in girth welds, where there are high stresses and sensitive metallurgical microstructures. Cracks of subcritical size, tolerable during commissioning tests, can grow in the presence of hydrogen, at shorter service intervals than currently considered.

  Specific equipment and infrastructure have been developed to perform fracture mechanics tests under representative conditions, with hydrogen concentrations up to 100% and working pressures up to 100 barg, being able to simultaneously test 5 compact specimens. The results of these studies include the following:

  - Influence of hydrogen partial pressure on fatigue crack growth rate.

  - Permissible hydrogen concentration limits.

  - Limitation of operating pressure in existing pipelines carrying NG-H2 mixtures, or even pure H2.

  - For new pipelines, mechanical characteristics to be required of the pipelines, taking into account the steel grade and the welding procedure used.