用于氢气服务的灵活连接

制氢方法

大多数氢气（>90%）是通过重整过程产生的，其中化石燃料被加热直到释放氢气。金属软管和膨胀节在这些甲烷重整装置中很常见，其中高温和恶劣的操作条件有利于使用柔性金属管道组件。生产商正在寻找减少排放的方法，要么通过捕获和封存重整过程中产生的二氧化碳，要么完全避免排放。这就是为什么不同“颜色”的氢气开始指定各种生产方法及其产生的碳足迹。

灰色氢来自石油或天然气，由此产生的二氧化碳释放到大气中。蓝色氢的产生方式相同，但二氧化碳被捕获和储存以防止其逸出。绿色氢技术正在迅速发展，旨在消除排放而不是隔离排放。今天生产的大部分绿色氢气都使用水作为原料，然后通过电解分解成氢气和氧气。当为这种电解提供动力所需的电力来自零碳来源（如风能或太阳能）时，制氢过程不会产生污染物。

影响软管选择的应用变量

氢气可以储存为气体或低温液体，也可以形成氨、甲醇或其他称为液态有机氢载体 （LOHC） 的有机氢载体。氢燃料系统可以在非常高的压力（高达 10,000 psi）下运行，因此管道、存储和传输系统可能需要设计为适应这些极端应用要求。根据操作条件，这些系统中可以使用金属和非金属软管以及膨胀节。必须明确所有应用要求，以便为应用选择最佳的软管材料。

氢气是最小的分子，因此容易通过软管壁泄漏和渗透，可能导致安全问题。波纹金属软管因其防火安全性、抗渗透性和耐用的焊接结构而受到青睐，几乎消除了泄漏和配件固定问题。

下一个考虑因素围绕腐蚀展开，因为在为管道组件选择最佳材料时，氢气可能会带来重大挑战。虽然氢分子本身没有腐蚀性，但氢能够穿透某些金属合金，导致脆化，并使合金抵抗疲劳和腐蚀的能力发生显着变化。

此外，许多因素会影响脆化速率，包括合金类型、温度、成型应力、冷加工、极端压力等。不幸的是，由于缺乏全面的测试，这些变量使得难以预测特定应用中的脆化。导致氢脆的复杂机制仍在确定中，这增加了缺乏明确的材料建议。

许多用于氢气系统的管道组件制造商指定用于刚性管道组件、阀门等的 316 型不锈钢。使用316不锈钢的波纹金属软管也可能推荐用于氢气系统，但有一个问题：虽然这种合金可以提供更好的抗脆性，但它不能幸免，应首先在实际操作条件下进行测试。不幸的是，许多可能提供更好的抗脆性的合金具有无法用作柔性软管或膨胀节的材料特性。

消防安全是氢气系统的另一个主要关注点。如果应用需要暴露在火中不会熔化的软管，波纹金属软管是最佳选择。外部绝缘可以在短时间内保护非金属软管，但它们的设计不是为了使橡胶软管防火。
与任何软管应用一样，在决定最佳产品之前，应该问很多问题。除了有关操作参数（压力、温度、氢气浓度百分比等）的明显问题外，安装的变量也会影响软管的选择。软管是静止的还是弯曲的？如何处理？是在车辆上还是在设备上？它是加油系统的一部分吗？软管是在室内还是室外？回答这些问题将决定软管的最佳类型以及是否需要任何特殊选项或附件。

然而，氢燃料过程中遇到的压力可能需要使用高压橡胶软管。

由于加油软管通常位于室外，通过橡胶软管壁的渗透通常不是安全问题。新型非金属软管采用特殊的内管材料设计，可抵抗氢气渗透。重要的是要记住，软管（金属或非金属）可能需要特殊清洁，用于燃料电池、半导体制造等高纯度应用。

总之，所有这些变量都使软管材料选择变得棘手，应采取适当的预防措施以确保软管能够安全运行。缺乏对合金的全面脆化测试，特别是那些暴露于金属软管和膨胀节遇到的各种弯曲应力的合金。与其依赖公布的脆化测试数据，不如在实际操作条件下进行产品测试，以确定合金的抗脆性。在审查对刚性金属合金进行的已发表的分析时，应谨慎行事，因为它们可能无法准确反映这些合金在循环载荷（弯曲）下的抗氢脆性。


与任何软管类型一样，定期检查软管是否有磨损或损坏迹象非常重要。使用橡胶软管时，寻找外部磨损、起泡、接头保持、扭结或过度弯曲的迹象。如果钢筋层可见，则应将橡胶软管从使用中移除。应检查波纹金属软管是否有编织磨损、凹痕或软管损坏、过度弯曲和腐蚀的迹象。所有软管都应定期进行测试，以确保它们能够处理所需的操作条件。只要软管在重新投入使用之前清洁和干燥，就可以使用水压测试。

必须与能够帮助选择最佳结构材料、制造技术和配件的供应商合作，以确保安全的软管装配性能。用于关键服务应用的焊接金属软管组件应由符合ASME锅炉和压力容器规范第九节要求的焊工制造。根据涵盖预期服务所需的标准或规范，软管可能需要特殊标记、清洁、测试、检查和包装，以符合适用的标准。