冷作彎管應用於先進氣渦輪機組具備氫氣與天然氣混燒能力之管線評估分析報告

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摘要

 

本報告旨在深入分析先進氣渦輪機組具備氫氣與天然氣（H2/NG）混燒能力背景下，管線冷作彎管加工的應用。隨著能源轉型對低碳燃料的需求日益增加，H2/NG混燒技術在未來能源系統中扮演著關鍵角色，為電網提供必要的穩定性和靈活性 1。然而，氫氣的獨特物理化學性質，特別是其較小的分子尺寸、高滲透性、寬廣的燃燒範圍以及對金屬材料的氫脆（Hydrogen Embrittlement, HE）效應，對現有和新建管線基礎設施構成了顯著挑戰 2。

冷作彎管加工因其在保持材料原始特性、成本效益、加工精度和現場靈活性方面的優勢，成為管線施工中的常用方法 4。然而，此加工過程會導致材料產生塑性變形和殘餘應力，這些變化會顯著增加管線對氫脆的敏感性，進而影響其疲勞壽命和整體結構完整性 6。因此，在H2/NG混燒應用中採用冷作彎管，必須對材料選擇、加工參數、品質控制、檢測方法以及長期完整性管理策略進行全面而嚴謹的評估。

本報告將詳細闡述H2/NG混燒的戰略意義、冷作彎管的基本原理與優劣勢、氫脆機制及其對管線材料的影響，特別是冷作彎管對氫脆敏感性的加劇作用。同時，報告將探討疲勞壽命、殘餘應力、蠕變行為在高溫高壓氫氣環境下的考量，以及彎管後熱處理的潛在效益與風險。最後，報告將概述相關的行業標準、先進的無損檢測（NDT）技術，並提出針對H2/NG管線的完整性管理策略，以確保這些關鍵基礎設施的安全與可靠運行。

 

1. 先進氣渦輪機組氫氣與天然氣混燒簡介

 

1.1 H2/NG混燒在能源轉型中的戰略作用

先進氣渦輪機組具備氫氣與天然氣混燒能力，對於未來的能源系統至關重要，它們能夠為電網提供必要的穩定性和靈活性 1。氫氣和基於氫氣的能源載體，如氨，被視為實現無二氧化碳能源系統的重要燃料 1。這些氣渦輪機被設計成能夠在100%天然氣到100%氫氣的廣泛範圍內燃燒燃料混合物，並且必須能夠承受氣體混合物成分的快速變化 1。

「H2就緒」（H2-ready）的概念不僅僅局限於燃燒本身，更涵蓋了基礎設施的整合。一份報告指出，氣渦輪機的「H2就緒」是指其在使用壽命期間能夠100%使用氫氣運行，這意味著從燃料供應到燃燒系統的整個鏈條都必須具備相應的能力 1。例如，氫氣可以透過新建氫氣網絡的獨立氫氣管線供應至發電廠邊界，或者以甲烷與氫氣的混合物形式供應，其中氫氣的熱燃燒容量（TFC）可達6% 1。若在電廠邊界即可獲得天然氣-氫氣混合物，則成本會較低 1。這種對氣體混合物成分快速變化的容忍度要求，進一步表明整個系統，包括管線，必須設計用於動態操作靈活性，而不僅僅是靜態混合比。這項全面的考量對於成功實施至關重要。

此外，氫氣共燃的環境效益，取決於其生產方式。報告明確指出，若氫氣生產過程中產生大量溫室氣體排放，例如透過「蒸汽甲烷重整」（Steam Methane Reforming），則與單獨燃燒天然氣相比，最終可能導致整體溫室氣體排放量增加 10。即使是透過電解水生產的「電解氫」，若電力來源依賴化石燃料，也可能產生顯著的溫室氣體排放 10。這突顯了「低溫室氣體氫氣」的重要性，以避免總體溫室氣體排放的淨增加 10。這意味著H2/NG混燒的「清潔」特性並非燃燒過程本身所固有，而是與上游生產方法緊密相關。這對政策、投資以及整個能源系統的碳足跡具有直接影響，將「就緒」概念從發電廠擴展到整個供應鏈及其環境足跡。

 

1.2 H2就緒與氣渦輪機運行中混合比例概述

「H2就緒」的分類是根據熱燃燒容量（TFC）中的氫氣比例來進行的 1。在初期階段，將氫氣混入現有天然氣管網的比例通常限制在第一步3%氫氣，第二步6%氫氣，以確保大多數現有設備能夠繼續運行 1。然而，研究顯示，體積百分比低於60%的氫氣對二氧化碳減排的影響相對較小，與100%天然氣燃燒相比，僅減少約31%的二氧化碳 1。這項觀察揭示了氫氣混合在較低濃度時，其二氧化碳減排效益呈現邊際遞減的現象，這對於初期混合專案的經濟和環境合理性產生重要影響。這意味著，雖然較低比例的混合（例如3-6%）由於對設備的改動最小而易於實施 2，但其二氧化碳減排效果卻不成比例地小。這暗示著要實現顯著的脫碳目標，需要更高的氫氣混合比例，這反過來要求對基礎設施進行更實質性的升級和材料考量，從而改變了成本效益分析。

未來的氫氣網絡設想將以足夠高的壓力（50至60巴）供應主要消費者，使得氣渦輪機無需額外的燃料氣體壓縮機即可運行 1。針對燃燒系統，根據燃燒室概念（筒式或環形燃燒室），需要滿足不同的結構概念要求 1。對於第一級（氫氣TFC比例高達6%的天然氣混合物），應提供可在第二級（約6%至約25%氫氣TFC比例）升級時更換為新一代燃燒器的燃燒器，而無需對燃燒室進行重大改動 1。此外，針對氫氣運行的熱氣組件必須設計成不損害其使用壽命，與天然氣運行相比，壽命不應受到影響 1。

 

1.3 管線基礎設施的挑戰與機會

氫氣由於其分子尺寸較小，比天然氣更具滲透性，這可能導致其在接頭和閥門處更容易洩漏，並可能影響聚合物的穩定性 2。洩漏尤其可能成為服務管線和設備的問題，因為這些設施存在於氣體可能積聚的場所（導致爆炸危險）以及人口更密集的區域 2。氫氣的燃燒特性也與天然氣不同，其燃燒範圍更廣，爆震單元尺寸更小，因此設備可能需要減少或移除氣體可能積聚的腔體，並為任何圍封裝置提供通風 2。

氫脆是金屬傳輸管線的主要問題，影響其壽命和穩定性 2。氫脆表現為機械性能的損失，例如延展性和韌性降低，以及失效可能性增加 3。氫氣的物理特性（滲透性、易燃性）與其與材料的化學相互作用（氫脆）所帶來的雙重挑戰，要求採取整體性的風險管理方法。報告指出，氫氣固有的物理特性增加了安全風險（洩漏、易燃性、爆震危險） 2。同時，氫脆被強調為主要的材料降解機制 2。這些因素的結合意味著僅評估材料兼容性是不夠的；整個系統的安全性，包括洩漏檢測、通風和點火源控制，都必須重新評估。這對於改造現有天然氣基礎設施（3）尤其關鍵，因為這些設施最初並非為應對這些綜合風險而設計，需要重新評估整個安全範圍。

目前，將現有天然氣管線改作運輸純氫或H2/NG混合物的計畫正在進行中 3。然而，現有的長距離氫氣管線數量相對較少，這突顯了大規模氫氣運輸基礎設施仍處於早期階段 16。向更高氫氣濃度管線的過渡，可能需要從改造轉向新建專用基礎設施。雖然報告指出，在修改現有完整性管理計畫的情況下，高達50%的氫氣-天然氣混合物可能安全使用 2，但同時強調，碳鋼和低合金鋼（常用於高壓輸氣系統）容易受到氫氣混合物引起的氫脆和疲勞裂紋擴展的影響，即使在相對較低的壓力下也是如此 14。這表明，雖然低比例混合可能允許初期改造，但實現更高氫氣比例和廣泛部署，將可能需要從頭開始設計新的基礎設施，以應對氫氣的獨特挑戰，而不是僅僅依賴於對現有天然氣管線的修改。

 

2. 管線製造中冷作彎管的基本原理

 

2.1 冷作彎管的定義與操作原理

冷作彎管是指在室溫下對鋼管進行成形，無需加熱 4。該過程通常涉及將管線夾持在機器上，並施加受控的彎曲力 4。與熱彎曲透過加熱來降低所需力不同，冷作彎管主要依靠純粹的物理力 5。由於無需加熱和隨後的冷卻，此過程通常更快 5。

冷作彎管看似簡單，實則是一個精密過程，它從根本上改變了材料的內部狀態，因此需要對材料力學有深入的理解，而不僅僅是外部幾何形狀。報告明確指出，此過程「需要理解金屬及其公差」 4。此外，有資料解釋說，「簡單的彎曲可以產生等於屈服強度的殘餘應力，且冷作程度很小」 9。這表明冷作彎管不僅僅是一個表面成形操作，而是一個在材料微觀結構內部引發顯著內部應力和塑性變形的過程。這種材料內部狀態的根本性改變對於預測其長期性能和完整性至關重要，尤其是在氫氣環境等挑戰性條件下，這些內部變化會顯著影響降解機制。

 

2.2 常見冷作彎管方法及其特性

冷作彎管有多種方法，每種方法都有其獨特的應用和特性：

  • 芯棒彎管（Mandrel Bending）：這種方法涉及在彎曲過程中將芯棒插入管線內部，以支撐內壁，防止橢圓形變和扭結。它最適合需要小半徑和薄壁管線的專案，能生產平滑的彎曲 4。
  • 旋轉拉伸彎管（Rotary Draw Bending）：這是金屬行業中一種廣泛使用的方法，管線被夾緊在旋轉彎曲模具上並繞其拉伸。壓力模具將管線固定在彎曲模具上，內部通常使用芯棒以防止橫截面變形。這種方法成本效益高，精確，可以形成複雜的形狀和緊密半徑（彎曲角度可達180°，最小彎曲半徑比其他冷彎方法小約50%） 4。
  • 輥彎（Roll Bending）：在此方法中，金屬管線或管材通過一系列三個或更多個輥子，以實現所需的曲率。這種方法適用於彎曲長而厚的管線，需要大曲率，例如拱形結構 4。
  • 壓彎（Press Bending）：這是一種非常簡單的冷彎過程，使用彎曲模具和液壓機來實現彎曲。它適用於簡單的彎曲，如V形彎或U形彎 4。

冷作彎管方法的選擇直接影響所引起的應力狀態和變形分佈，這對於氫氣兼容性是關鍵因素。每種冷作彎管方法（芯棒彎管、旋轉拉伸彎管、輥彎、壓彎）都採用不同的機械原理和工具配置，導致管壁內部塑性應變、殘餘應力以及幾何變形（例如橢圓度、扭結）的分佈和大小各異 4。例如，旋轉拉伸彎管可以實現更小的半徑，這意味著更高的局部塑性變形。由於塑性變形和殘餘應力會顯著影響氫脆敏感性（將在第3.3節詳細闡述），因此彎曲方法的選擇不僅僅是為了達到所需的幾何形狀，更重要的是為了控制材料對氫致降解的固有敏感性。這要求對誘導應力狀態進行特定於方法的分析。

 

2.3 管線施工中冷作彎管的優勢

冷作彎管在管線施工中具有多項顯著優勢：

  • 材料性能的保持：與熱彎曲不同，冷作彎管不會引入熱量，因此能保持材料的原始性能，不會削弱金屬 4。
  • 成本效益：它無需額外的加熱工具（如焊槍、爐子）和相關的燃料成本。冷作彎管機械通常比熱彎曲設備更簡單、更便宜 4。透過在現場製造彎管，它還減少了對工廠預製配件和焊接接頭的需求，從而降低了材料和人工成本 19。
  • 精度：冷作彎管通常能提供更精確的結果，實現更嚴格的公差，並產生更平滑、更漸進的曲線 4。
  • 多功能性：它適用於多種金屬，包括鋁等較軟的金屬，並且可以彎曲不同厚度和直徑的管線 4。
  • 操作效益：平滑的彎曲可以減少流體阻力和壓力損失，提高流體/氣體輸送效率，並延長管線壽命，優於多個焊接接頭 19。彎曲還能提高結構強度，減少弱點，並增強抗震性 19。

冷作彎管的經濟和物流優勢是其被廣泛採用的重要驅動因素，但這些優勢必須與氫氣服務中增加的材料完整性風險進行嚴格權衡。多份報告一致強調了冷作彎管在大型管線專案中令人信服的經濟（例如，較低的材料/人工成本，無需加熱燃料）和物流（例如，快速安裝，現場定制）優勢 4。其中一份報告甚至透過比較彎管和帶接頭的直管來量化節省的成本 19。然而，本報告的後續章節將詳細闡述由於此過程引起的冷作硬化，導致對氫脆的敏感性增加和疲勞壽命縮短。這產生了一個根本性的權衡：冷作彎管的即時、有形的經濟效益與氫氣環境中可能發生的災難性完整性和安全成本之間的矛盾。這種矛盾是報告的核心主題，需要仔細進行風險效益分析。

 

2.4 冷作彎管的固有局限性與缺點

儘管有諸多優勢，冷作彎管也存在一些固有限制和缺點：

  • 材料脆性：雖然冷作彎管保留了原始材料性能，但作為強度增加的代價，冷作硬化會使鋼材變得更脆 5。
  • 斷裂率與變形：冷作彎管在室溫下進行，可能導致彎曲後斷裂率較高，並且在相同彎曲角度下，比熱彎曲引起更大的變形 17。
  • 幾何限制：它通常無法有效處理大直徑或厚壁管線，可能導致彎曲品質不佳 5。極端或激進的彎曲通常無法實現，除非採取特殊措施，例如在管線內部填充沙子 5。
  • 品質控制挑戰：彎曲管線必須符合嚴格的工藝標準，包括將直徑減小限制在不超過標稱管線直徑的5%（需通過量規板驗證）。彎曲處必須沒有彎曲、凹痕、裂紋、皺紋或其他機械損壞 20。
  • 彎曲半徑：為最大程度地減少內部應力和變形，彎曲半徑通常較大，範圍為管線直徑的40至60倍 20。

冷作彎管固有的材料變化和幾何限制，特別是增加的脆性和局部缺陷的可能性，直接加劇了氫脆帶來的挑戰，形成了一種協同降解途徑。一份報告明確指出，「作為冷作硬化增加強度的代價，鋼材會變得更脆」 5。另一份報告提到，冷作彎管的「斷裂率更高」且「變形更大」 17。此外，一份資料列出了冷作彎管不當操作可能導致的關鍵缺陷，例如「彎曲、凹痕、裂紋、皺紋或其他機械損壞或壓痕」 20。這些固有局限性對任何管線來說都是問題，但在氫氣服務中，它們會被顯著放大，因為氫脆本身就會降低延展性和韌性 3。因此，經過冷作彎曲的管線，由於彎曲過程已使其變得更脆，並可能包含微缺陷或高應變區域，將顯著增加對氫致失效的敏感性，形成一個複雜而危險的相互作用，必須透過設計、材料選擇和嚴格的品質控制來仔細管理。

 

3. 氫氣-天然氣混合管線中的材料完整性

 

3.1 鋼材氫脆（HE）機制

氫脆是一種複雜的現象，涉及氫氣與金屬缺陷（空位、位錯、晶界、析出物、夾雜物）之間的相互作用 11。它導致延展性、承載能力和斷裂韌性顯著降低，可能在低於屈服強度的應力下導致開裂和災難性脆性斷裂 3。氫脆的發生始於氫氣進入鋼材 3。氫原子極小，在金屬晶格中移動速度非常快，尤其是在碳鋼和低合金鋼等體心立方（BCC）金屬中，這些金屬對氫脆高度敏感 11。

公認的氫脆機制包括：

  • 氫增強位錯發射（Hydrogen Enhanced Dislocation Emission, HEDE）：氫氣促進裂紋尖端位錯的發射，導致局部塑性變形和裂紋擴展 3。
  • 氫增強局部塑性（Hydrogen Enhanced Local Plasticity, HELP）：氫氣增加位錯的移動性，導致局部塑性變形和失效 3。HELP可能在低氫氣濃度下佔主導地位，而HEDE在高濃度下佔主導地位 23。
  • 吸附誘導位錯發射（Adsorption-Induced Dislocation Emission, AIDE）：氫氣在表面吸附降低了內聚力，促進了裂紋的萌生和擴展 3。

此外，研究指出存在一個「臨界氫氣濃度」（C*H），當氫氣濃度超過此值時，氫氣影響機制會發生變化，從而顯著影響材料的使用性能 23。

氫脆（HEDE、HELP、AIDE）的多機制性質意味著單一的緩解策略可能不足；需要綜合的材料設計和操作方法來應對其多樣化的影響。多份報告一致列出了多種不同的氫脆機制 3，其中一份明確指出「在大多數情況下，多種機制在不同條件下被激活，共同導致氫脆」 22。另一份報告進一步引入了「臨界氫氣濃度」（C*H）的概念，在此濃度下，主要的氫脆機制可能發生變化 23。這種固有的複雜性意味著解決氫脆問題並非單一問題，也沒有簡單的解決方案。例如，主要針對位錯移動（HELP/HEDE）的策略可能對表面吸附引起的開裂（AIDE）效果較差。因此，管線中有效的氫脆緩解需要多管齊下的方法，不僅考慮材料成分和微觀結構，還要考慮特定的應力狀態、氫氣濃度和環境條件，這要求採取複雜且整合的工程響應。

 

3.2 H2/NG混合物下管線材料對氫脆的敏感性

氫脆主要影響輸氣管線 2。儘管有研究表明，透過修改現有的完整性管理計畫，高達50%的氫氣-天然氣混合物可以安全使用，但兼容性評估必須根據具體情況進行 2。高強度碳鋼由於其高氫溶解度，特別容易發生脆化 3。碳鋼在低於500°F（260°C）且氫氣分壓低於200 PSI的氫氣服務中是可接受的；超過這些條件，則不建議使用 25。

奧氏體不鏽鋼和某些奧氏體基合金通常比鐵素體和馬氏體鋼具有更高的氫脆抗性，因此在高壓氫氣環境中是首選材料 15。在氫氣服務中通常應避免使用的材料包括高強度鐵素體和馬氏體鋼、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵，以及鎳合金和鈦合金 15。聚合物，常用於密封件和墊圈，由於氫氣分子尺寸小，其滲透性和穩定性容易受到影響 2。對於液態氫氣服務，低溫韌性的考量至關重要，應避免使用在低溫下表現出脆化的材料 15。

現有管線的「安全」混合比例並非固定值，而是高度依賴於具體材料、其初始狀態和操作參數，因此需要詳細的個案評估。報告指出，高達50%的氫氣-天然氣混合物可能透過修改現有完整性管理計畫來安全使用 2。然而，這項說明立即被另一份報告所限定，該報告指出「由於當地/區域天然氣基礎設施和終端使用系統的特性差異很大，安全/風險評估需要根據具體情況進行」 14。此外，有資料為碳鋼在氫氣服務中設定了特定的溫度和壓力限制，並強調「高強度碳鋼尤其容易發生脆化」 3。這種複雜因素的相互作用意味著，籠統的「安全混合比例」具有誤導性。實際的安全操作限制是材料類型、強度、操作溫度/壓力以及是否存在預先存在的損傷或冷作硬化的動態函數。這要求在實施任何氫氣混合之前，對每個管線段進行嚴格的、個性化的材料特性分析和風險評估計畫。

表3：氫氣服務材料兼容性

 

材料類別 一般氫脆抗性 特定條件/限制 氫氣服務中的常見應用 相關資料來源
奧氏體不鏽鋼 高 需考量低溫韌性（液氫） 高壓氫氣環境 15
碳鋼 低至中 溫度 < 500°F (260°C), H2分壓 < 200 PSI；高強度碳鋼敏感性高；需避免高溫氫攻擊 特定低溫低壓氫氣服務 3
高強度鐵素體和馬氏體鋼 低 通常避免使用，極易氫脆 不適用 15
鋁合金 中 需考量低溫韌性（液氫）；可能在氫氣噴射火中熔化 液氫服務 15
聚合物（密封件、墊圈） 低 滲透性高，穩定性受影響；在氫氣噴射火中可能失效，需保護 密封件、墊圈（需特殊設計和保護） 2
灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵 低 通常避免使用 不適用 15
鎳合金、鈦合金 低 通常避免使用 不適用 15

 

3.3 冷作彎管引起的塑性變形和殘餘應力對氫脆的影響

冷作（塑性變形）顯著影響鋼材中的氫氣傳輸和濃度。它會降低氫氣擴散率，同時增加材料內部的氫氣濃度和捕獲 6。冷作引起的位錯增加是氫氣擴散率降低和氫氣吸收增加的原因 6。增加冷作程度會使合金對氫脆的影響更為不利，導致在氫氣充入條件下延展性顯著降低，同時強度增加 7。冷作彎管會導致管線產生顯著的塑性變形，這可能增加其對氫脆的敏感性 8。

冷作彎管在管線材料內部產生一個局部的「氫脆熱點」，這是由於氫氣濃度增加、擴散率降低以及有害的殘餘拉伸應力共同作用的結果，使這些區域成為關鍵的失效點。報告明確指出，冷作會「降低氫氣擴散率並增加鋼材中的氫氣濃度」，並且「斷裂韌性隨冷作程度的增加而降低」 6。此外，增加冷作程度「顯著降低延展性」並使合金「對氫脆更具破壞性」 7。更重要的是，資料解釋說，冷作彎管會在彎曲內側（內側）產生「拉伸殘餘應力」，其中「最高的拉伸殘餘應力…通常出現在彎曲內側的切線點，因為彎曲過程中塑性應變梯度最大」 9。這些拉伸應力，加上氫氣濃度增加（由於捕獲）和移動性降低（導致累積），形成了一個高度脆弱的區域，氫脆在此區域顯著加速。這意味著完整性評估必須特別關注這些冷作彎曲區域，而不僅僅是直管段，因為它們代表了預先存在的失效萌生點。

冷作與氫氣之間的相互作用是複雜的，涉及氫氣捕獲和擴散改變，這表明在沒有氫氣的情況下簡單的材料性能測量可能無法準確預測實際使用中的性能。報告指出，冷作既增加了氫氣濃度和捕獲，又「降低了氫氣擴散率」 6。這暗示氫氣被吸入並保留在材料內部，但其在晶格中的移動受到阻礙。此外，塑性應變會影響氫氣擴散 28，並且存在「強烈捕獲的氫氣」位於不可逆陷阱中 22。這表明冷作的存在不僅使材料更敏感；它從根本上改變了氫氣在微觀結構層面與材料相互作用的方式，使得僅基於整體性能來預測行為變得更加困難。這種複雜性要求採用先進的建模和測試方法，以考慮這些微觀結構相互作用及其動態演變。

 

3.4 氫氣服務的推薦材料選擇

碳鋼僅在特定條件下（低於500°F且氫氣分壓低於200 PSI）才可接受用於氫氣服務；否則，由於氫氣侵蝕的風險，不建議使用 25。高強度碳鋼尤其容易發生脆化 3。奧氏體不鏽鋼和某些奧氏體基合金由於其較高的氫脆抗性，通常是高壓氫氣環境的首選 15。

通常應避免在氫氣服務中使用的材料包括高強度鐵素體和馬氏體鋼、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵，以及鎳合金和鈦合金 15。對於管線，管線和焊縫金屬的最大極限抗拉強度不應超過690 MPa（100 ksi），最小規定屈服強度不應超過480 MPa（70 ksi） 29。組件應具備防火能力，能夠在氫氣噴射火中短時間內承受熱量而不失效 15。非金屬密封材料（例如PTFE墊圈）在噴射火中可能會失效，需要保護 15。

氫氣服務的材料選擇是一個多準則優化問題，需要在氫脆抗性與溫度、壓力、防火性、成本等其他關鍵因素之間取得平衡，而不僅僅是氫脆敏感性的簡單排名。雖然奧氏體不鏽鋼因其固有的高氫脆抗性而被推薦 15，但碳鋼在特定的、有限的溫度和壓力條件下仍可使用 24。此外，報告還引入了其他關鍵考量，例如液氫服務的低溫韌性和所有組件的防火性 15。針對氫氣管線，還進一步規定了極限抗拉強度和屈服強度的限制 29，這意味著即使在可接受的材料類別內，也必須仔細控制強度水平以管理氫脆敏感性。這種複雜的相互作用意味著材料選擇不僅僅是其固有的氫脆抗性，而是其在所有相關操作和安全條件下的整體性能範圍，這需要進行全面的工程評估，以平衡多個有時相互衝突的要求。

 

4. 冷作彎管管線在氫氣服務中的性能與耐久性

 

4.1 氫氣環境中循環載荷下的疲勞壽命考量

暴露於氣態氫氣通常會降低疲勞壽命 12。氫氣對疲勞壽命的有害影響在高應力下會被放大，疲勞壽命可能降低三倍 30。氫氣對裂紋萌生的影響最小，但對裂紋擴展壽命有顯著影響 30。管線由於日常壓力波動和異常情況（例如停機）而承受循環載荷，因此了解氫氣環境中的疲勞特性至關重要 13。氫氣透過加速裂紋萌生和擴展來縮短疲勞壽命 13。冷作硬化會降低延展性，這可能會進一步對疲勞性能產生負面影響 22。

氫氣對疲勞壽命的有害影響在高應力水平和冷作程度增加的材料中被放大，這為冷作彎管管線在經歷操作壓力循環時造成了關鍵的脆弱性。一份報告明確指出，「在高施加應力下，氫氣中的疲勞壽命降低了三倍」，並且氫氣顯著影響裂紋擴展 30。另一份報告明確將氫氣與「加速裂紋萌生和擴展」聯繫起來，並指出管線由於「日常壓力波動」而承受「循環載荷」 13。此外，冷作硬化會降低延展性，使材料對氫脆更具破壞性 22。高操作應力（管線固有）、冷作彎曲引起的應力集中和塑性變形，以及氫氣的存在，共同為加速疲勞失效創造了協同途徑。這意味著對冷作彎管氫氣管線的疲勞評估必須使用特定於氫氣的S-N曲線，並考慮冷作硬化引起的狀態，這在傳統管線設計中往往被忽視。

材料類型顯著影響氫氣中的疲勞性能：穩定不鏽鋼（例如316L型）表現出輕微的降解，而亞穩態不鏽鋼（例如304型）表現出顯著的降解 31。低合金鋼（如JIS SCM435）的疲勞壽命極端下降，而Cr-Mo-V鋼在相似強度水平下表現更好 31。低合金鋼的疲勞壽命比隨抗拉強度的增加而降低 31。鋼合金的選擇顯著影響氫氣中的疲勞性能，這表明材料選擇可以部分緩解冷作硬化引起的敏感性，但可能存在與其他性能（例如強度）的權衡。這意味著，雖然冷作彎曲本質上會增加氫脆/疲勞敏感性，但選擇具有更好固有氫氣-疲勞抗性的合金（例如316L或特定的Cr-Mo-V鋼）可以作為關鍵的緩解策略。然而，這必須與所需的機械強度相平衡，因為更高的強度通常與氫脆敏感性增加相關，這要求在材料規範制定過程中進行仔細的優化。

 

4.2 殘餘應力對結構完整性與斷裂行為的影響

製造過程中（如冷拉伸）產生的殘餘應力-應變狀態在氫脆敏感性中起著關鍵作用 32。殘餘應力是物體在沒有外部施加力時存在的內部應力，但它們與施加應力一樣真實，並且與之疊加，共同決定整體性能 9。拉伸殘餘應力通常是有害的，會促進裂紋的萌生和擴展，而壓縮殘餘應力則可以改善性能 9。

冷作彎管產生的拉伸殘餘應力形成了預先存在的應力集中點，即使在低於材料屈服強度的應力下，這些點也可能成為氫致開裂的萌生點。一份報告明確指出，「拉伸殘餘應力通常是有害的」，並且它們「與施加應力疊加」，其中「最高的拉伸殘餘應力…出現在彎曲內側的切線點」 9。另一份報告進一步闡述，殘餘應力「觸發過早的塑性變形…降低管線的剛度和穩定性，削弱對疲勞失效和衝擊韌性的抵抗力」 33。這意味著，即使外部施加載荷很低，這些局部區域的組合應力（施加應力 + 殘餘應力）也可能達到臨界水平，在氫氣環境中比預期更早地引發裂紋，因為氫脆機制已經活躍 3。這突顯了對冷作彎曲部分殘餘應力進行管理和表徵的關鍵重要性。

 

4.3 高溫/高壓應用中的蠕變行為與氫攻擊

氫攻擊（Hydrogen Attack, HA）發生在高分壓氫氣與高溫結合的條件下 25。由於氫攻擊的風險，碳鋼在500°F（260°C）以上且氫氣分壓超過200 PSI的氫氣服務中不建議使用 25。API RP 941為鋼材在高溫高壓氫氣服務中提供了推薦的操作限制，以避免高溫氫攻擊（HTHA），這涉及內部脫碳和開裂 24。

蠕變與氫攻擊之間存在已知的相互作用；氫攻擊會損害蠕變壽命和延展性，反之，施加應力可以加速氫攻擊 35。儘管冷作彎管是室溫下的加工過程，但管線在較高溫度下（例如，靠近氣渦輪機組或在炎熱氣候中）的長期運行會引入氫攻擊及其與蠕變相互作用的額外威脅，這需要考慮納爾遜曲線（Nelson curves）。標題明確提及「先進氣渦輪機組」，這暗示管線系統的某些部分（尤其是在渦輪機入口附近或高環境溫度區域）可能存在高溫。報告明確將氫攻擊（HTHA）與「高溫高壓」聯繫起來 25，並詳細說明了「蠕變與氫攻擊之間的相互作用」，其中氫攻擊「損害蠕變壽命和延展性」，而施加應力「加速氫攻擊」 35。這意味著，即使冷作彎管是在室溫下完成的，隨後的運行環境也可能引入一種新的、時間依賴性的降解機制（HTHA），該機制與冷作硬化效應和施加應力相結合，進一步損害完整性。納爾遜曲線（API RP 941中暗示 24）成為防止HTHA的關鍵設計工具，即使對於在高溫下運行的冷作彎曲組件也是如此。

 

4.4 彎管後熱處理的功效與考量

對冷作硬化材料進行退火處理可以降低其對氫脆的敏感性，從而減少延展性損失 7。焊後熱處理（PWHT）通常用於驅除吸收的氫氣並緩解熱效應引起的應力集中 36。然而，焊後熱處理也可能產生複雜的影響：在某些微觀結構（例如針狀鐵素體）中，它可能透過沿晶界析出滲碳體而反常地增加可擴散氫氣含量，從而使鋼材更容易發生氫致開裂 37。此外，焊後熱處理還可能導致某些材料的缺口硬度值降低，這是由於合金結構和製造過程的影響，許多材料不應進行焊後熱處理 36。研究表明，熱感應彎曲的管線通常比冷作彎曲的管線具有更好的氫氣兼容性 8。

彎管後熱處理提出了一個複雜的兩難問題：儘管它可以緩解一些冷作硬化效應（應力消除、延展性恢復），但它也可能在某些微觀結構中反常地增加氫氣敏感性，或以不希望的方式改變材料性能。報告指出，退火處理可以降低冷作硬化材料的氫脆敏感性 7，並且焊後熱處理可以驅除氫氣並消除應力 36。這似乎是一個直接的益處。然而，一份報告提出了關鍵的矛盾：在620°C下進行的焊後熱處理可以透過析出滲碳體來「增加」針狀鐵素體中可擴散氫氣的含量，使其「更」容易發生氫致開裂 37。另一份報告也警告說，焊後熱處理「可能導致缺口硬度值降低」，並且「許多材料不應進行焊後熱處理」 36。這意味著彎管後熱處理並非萬能解決方案；其應用需要精確了解材料的具體微觀結構和確切的熱循環，因為不適當的處理可能會惡化而非改善氫氣兼容性，因此需要仔細的材料特定驗證。

 

5. 法規框架、品質控制與檢測

 

5.1 相關行業標準概述（ASME B31.12, API RP 941, ISO 19880）

為確保氫氣管線的安全運行，必須遵守一系列嚴格的行業標準：

  • ASME B31.12 氫氣管線和管道標準：該標準為氣態和液態氫氣服務中的管線以及氣態氫氣服務中的管道提供了全面的要求。它涵蓋了材料、成形、焊接、熱處理、測試、檢驗、檢查、操作和維護 38。該標準適用於連接管線與相關壓力容器和設備的接頭，但不包括容器和設備本身 38。它還包括脆性斷裂控制（夏比衝擊試驗剪切值80-85%）、延性斷裂阻止、最大極限抗拉強度（690 MPa / 100 ksi）和最小規定屈服強度（480 MPa / 70 ksi）等具體要求 29。此外，它還要求透過夏比試驗對焊接程序進行資格認證 29。
  • API RP 941 高溫高壓氫氣服務鋼材推薦實踐：這是一項推薦實踐，旨在識別和管理易受高溫氫攻擊（HTHA）影響的設備。它為碳鋼和低合金鋼提供了操作限制，並討論了應力、熱處理和成分如何影響其抗性 1。該標準主要適用於溫度高於400°F（204°C）的環境 34。
  • ISO 19880（例如，ISO 19880-1：加氫站通用要求，ISO 19880-3：閥門）：該系列標準概述了氣態氫氣加氫站的通用要求，重點關注安全、風險管理和操作指南，包括氫氣服務的材料要求，並特別關注氫脆和加速疲勞 1。其核心目標是確保安全水平至少與傳統燃料加註相當 43。

 

5.2 冷作彎管管線的品質控制與無損檢測（NDT）

在氫氣服務中，冷作彎管管線的品質控制至關重要，以應對彎曲過程引起的材料變化和潛在缺陷。管線直徑的減小應不超過標稱直徑的2.5%，並應透過量規板驗證 20。彎曲處必須沒有彎曲、凹痕、裂紋、皺紋或其他機械損壞 20。

先進的無損檢測（NDT）技術對於冷作彎管管線的完整性評估至關重要，因為它們能夠檢測到肉眼不可見的微觀結構變化和潛在缺陷，這些缺陷在氫氣環境中可能成為失效點。常用的NDT技術包括：

  • 超聲波檢測（Ultrasonic Testing, UT）：利用聲波掃描管線材料以檢測內部缺陷或裂縫 45。機械化超聲波掃描儀可用於檢查管線，但對於近表面（1毫米）裂紋的檢測可能存在局限性 47。
  • 電磁聲學換能器（Electromagnetic Acoustic Transducer, EMAT）檢測：常用於油氣管線檢查 45。
  • 漏磁檢測（Magnetic Flux Leakage, MFL）：用於檢測腐蝕和體積壁異常，以及外部開裂（SCC）敏感性 45。
  • 渦流檢測（Eddy Current, EC）：另一種常用的NDT方法 45。
  • 聲發射（Acoustic Emission）：一種被動式NDT技術，用於檢測和定位氫致開裂形成時產生的高聲學活動區域 47。
  • 全聚焦法（Total Focusing Method, TFM）：最適合精確評估已檢測裂紋的範圍 49。
  • 高級速度比（Advanced Velocity Ratio, AVR）測量：用於檢測氫致開裂 49。
  • 高級超聲波反向散射技術（Advanced Ultrasonic Backscatter Technique, AUBT）：用於檢測氫致開裂 49。
  • 超低角度超聲波換能器飛行時間衍射法（Time of Flight Diffraction Method using Ultra Low Angle Ultrasonic Transducers, TULA）：被認為是氫致開裂初步檢測最合適的方法 49。

殘餘應力測量技術對於評估冷作彎管的完整性至關重要，因為殘餘應力會顯著影響材料對氫脆的敏感性。這些技術包括：

  • X射線衍射：用於測量殘餘應力 33。
  • 盲孔法：一種部分破壞性方法，常用於結構部件的現場評估 33。
  • 磁性檢測：依賴於殘餘應力引起的磁導率變化，成本效益高，但測量深度有限且易受外部干擾 33。
  • 壓痕儀器：透過能量差函數求解雙軸殘餘應力分量 33。

冷作彎管管線的品質控制和無損檢測必須從傳統的缺陷檢測轉變為更複雜的微觀結構變化和殘餘應力表徵，以應對氫氣服務帶來的獨特挑戰。冷作彎管會導致材料內部產生塑性變形和殘餘應力 6，這些變化會顯著增加氫脆的敏感性。傳統的NDT方法可能無法完全捕捉這些微觀結構變化或準確量化殘餘應力。因此，需要採用更先進的NDT技術（如TFM、TULA、X射線衍射）來檢測細微的裂紋、氫致開裂以及殘餘應力分佈 33。這種轉變對於確保管線在氫氣環境中的長期完整性至關重要，因為氫氣會利用這些由冷作引起的微觀結構弱點，導致失效。

 

5.3 H2/NG混合管線的完整性管理策略

H2/NG混合管線的完整性管理需要從傳統的反應式維護轉變為更主動、預測性的方法，以應對氫氣帶來的獨特風險。關鍵策略包括：

  • 例行檢查：定期檢查對於發現腐蝕、裂紋或材料劣化跡象至關重要 46。結合先進的檢查方法和定期維護計畫，營運商可以主動處理潛在問題，防患於未然 46。超聲波檢測可用於發現內部缺陷，磁粉檢測適用於鐵磁材料的表面裂紋 46。此外，沿管線長度安裝光纖傳感器可持續監測應變、溫度和壓力，這些即時數據可用於預測可能發生故障的管段 46。
  • 腐蝕預防：腐蝕是管線壽命的最大威脅之一，尤其是在氫氣管線中，因為材料容易發生氫脆 46。保護塗層（如熔結環氧樹脂或聚乙烯層）作為物理屏障，將管線與土壤或大氣中的腐蝕性元素隔離開來 46。陰極保護是保護水下或地下管線的另一項重要技術，透過提供受控電流來防止導致腐蝕的電化學過程 46。
  • 洩漏檢測：及時識別洩漏對於避免危險情況和減少對環境的負面影響至關重要 46。由於氫氣是無色無味的氣體，洩漏可能難以發現，但現代技術提供了有效的解決方案 46。專門設計的氫氣傳感器可以直接檢測氫氣的存在，而聲學傳感器可以識別管線破裂產生的聲波 46。此外，配備熱成像攝像機的無人機提供了極其便攜和有效的管線測量方法，可以快速識別指示洩漏的溫度變化或氣體排放 46。
  • 預測方法：所有基於管線內檢（ILI）數據的完整性評估方法都包含監測、增長預測和剩餘壽命估計的實踐 48。這包括缺陷容差分析，以更好地了解風險以及某些缺陷如何危及管線安全和經濟可行性 48。硬點、腐蝕、機械損傷和管線應變監測是關鍵領域 48。

 

6. 結論

將冷作彎管技術應用於先進氣渦輪機組的氫氣與天然氣混燒管線，儘管在經濟和施工效率上具有顯著優勢，但卻引入了複雜的材料完整性挑戰。氫氣的獨特物理化學性質，特別是其較小的分子尺寸和對材料的氫脆效應，與冷作彎管過程中引起的塑性變形和殘餘應力相結合，對管線的長期安全性和可靠性構成了嚴重威脅。

研究表明，冷作彎管區域會成為氫脆的「熱點」，因為這些區域的氫氣濃度增加、擴散率降低，並且存在有害的殘餘拉伸應力。這種協同作用會加速疲勞裂紋的萌生和擴展，尤其是在管線承受日常壓力循環時。此外，材料選擇對於緩解氫脆至關重要，奧氏體不鏽鋼通常優於碳鋼，但即使在推薦材料中，強度水平也必須仔細控制。高溫下的氫攻擊和蠕變相互作用進一步增加了管線在運行中的複雜性。

彎管後熱處理的潛在效益（如應力消除和延展性恢復）必須與其可能帶來的風險（如在特定微觀結構中增加氫氣敏感性）進行權衡。這要求對材料微觀結構和熱處理參數有精確的了解。

為確保H2/NG混燒管線的安全運行，必須採取多層次的綜合策略。這包括：

  1. 嚴格的材料選擇與規範：根據ASME B31.12、API RP 941和ISO 19880等標準，選擇對氫脆具有高抗性的材料，並嚴格控制其機械性能，特別是抗拉強度和屈服強度。對於冷作彎管，應優先考慮其對氫氣敏感性較低的合金。
  2. 優化冷作彎管工藝：選擇能夠最小化塑性變形和有害殘餘拉伸應力的方法，例如使用芯棒或精確控制旋轉拉伸彎曲參數。
  3. 精確的品質控制與先進檢測：在冷作彎管過程中實施嚴格的品質控制，並利用先進的無損檢測技術（如TFM、TULA、X射線衍射）來檢測微觀結構變化、殘餘應力分佈和潛在的氫致開裂。
  4. 綜合完整性管理計畫：建立主動的管線完整性管理計畫，包括例行檢查、腐蝕預防、高靈敏度洩漏檢測系統和基於ILI數據的預測性分析，特別關注冷作彎管區域的疲勞和氫脆監測。
  5. 審慎評估彎管後熱處理：在考慮彎管後熱處理時，必須進行詳細的材料特定評估和驗證，以確保其能夠有效緩解冷作效應，而不會反向增加氫氣敏感性。

總之，成功應用冷作彎管技術於H2/NG混燒管線，需要對氫氣與材料的複雜相互作用有深刻理解，並將這些知識融入到設計、製造、檢測和運行管理的每一個環節中。這不僅是技術挑戰，更是確保未來能源基礎設施安全可靠的關鍵。

 

參考文獻

  1. Factsheet H2-readiness for gas turbine plants – vgbe energy, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.vgbe.energy/en/?jet_download=c27e206dba054173d43e4201a2bec5a5d0a839b6
  2. Hydrogen use in natural gas pipeline – UL Solutions, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.ul.com/sites/g/files/qbfpbp251/files/2023-02/Hydrogen%20Gas_White%20Paper%202023.pdf
  3. Hydrogen embrittlement in hydrogen-blended natural gas transportation systems: A review | Request PDF – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/370848319_Hydrogen_embrittlement_in_hydrogen-blended_natural_gas_transportation_systems_A_review
  4. Most Effective Cold Bending Processes for Stainless Steel Pipes – New Mexico Metals LLC, 檢索日期：8月 19, 2025， https://newmexico-metals.com/what-are-the-most-effective-cold-bending-processes-for-stainless-steel-pipes/
  5. What is the difference between cold bending vs hot bending? – Plate Rolling Machine, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.plateroller.com/plate-roller-operation-manual/what-is-the-difference-between-cold-bending-vs-hot-bending.html
  6. Hydrogen embrittlement interactions in cold-worked steel (Journal Article) | OSTI.GOV, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.osti.gov/biblio/187048
  7. researchgate.net, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/376770767_Effect_of_Cold_Work_on_Hydrogen_Embrittlement_of_Monel-400#:~:text=The%20results%20lead%20to%20infer,decreases%20their%20susceptibility%20to%20hydrogen
  8. Application of line pipe and hot induction bends in hydrogen gas – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/361104462_APPLICATION_OF_LINE_PIPE_AND_HOT_INDUCTION_BENDS_IN_HYDROGEN_GAS
  9. Residual Stress in Pipelines | Lambda Technologies, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.lambdatechs.com/wp-content/uploads/Residual-Stress-in-Pipelines.pdf
  10. Hydrogen Co-Firing and the EPA’s Greenhouse Gas Limits for Power Plants – Institute for Policy Integrity, 檢索日期：8月 19, 2025， https://policyintegrity.org/files/publications/Hydrogen_Report_v3.pdf
  11. Mechanisms of Hydrogen Embrittlement – Encyclopedia.pub, 檢索日期：8月 19, 2025， https://encyclopedia.pub/entry/55571
  12. Hydrogen Impact: A Review on Diffusibility, Embrittlement Mechanisms, and Characterization – PMC, 檢索日期：8月 19, 2025， https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10890464/
  13. (PDF) Assessing Hydrogen Embrittlement in Pipeline Steels for Natural Gas-Hydrogen Blends: Implications for Existing Infrastructure – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/381508433_Assessing_Hydrogen_Embrittlement_in_Pipeline_Steels_for_Natural_Gas-Hydrogen_Blends_Implications_for_Existing_Infrastructure
  14. Safety Considerations of Blending Hydrogen in Existing Natural Gas Networks, 檢索日期：8月 19, 2025， https://h2council.com.au/wp-content/uploads/2022/10/EPRI_Safety_of_Hydrogen_Pipeline_Blending_2019_3002017253.pdf
  15. Material Compatibility | H2tools | Hydrogen Tools, 檢索日期：8月 19, 2025， https://h2tools.org/bestpractices/material-compatibility
  16. Design Considerations for Hydrogen Pipelines | J. Pressure Vessel Technol., 檢索日期：8月 19, 2025， https://asmedigitalcollection.asme.org/pressurevesseltech/article/147/5/051504/1218162/Design-Considerations-for-Hydrogen-Pipelines
  17. Differences Between Metal Cold Bending and Hot Bending – Knowledge – ZP Aluminum, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.zp-aluminium.com/info/differences-of-cold-bending-and-hot-bending-93678203.html
  18. How Does the Rotary Draw Bending Method Work and What Types of Products Can You Make?, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.albinaco.com/blog/how-does-the-rotary-draw-bending-method-work-and-what-types-of-products-can-you-make
  19. How to Bend Tube and Pipe？ – CNC machining services, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.lsrpf.com/blog/how-to-bend-tube-and-pipe
  20. How To Bend Pipes For Pipeline? – YouTube, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.youtube.com/watch?v=EFI4zrc_GNo&pp=0gcJCfwAo7VqN5tD
  21. LIVE DEMONSTRATION: Cold Bending Process for Cross Country Pipeline Project, how to … – YouTube, 檢索日期：8月 19, 2025， https://m.youtube.com/watch?v=avqxqmANoFY
  22. Understanding and mitigating hydrogen embrittlement of steels: a review of experimental, modelling and design progress from atomistic to continuum – PMC, 檢索日期：8月 19, 2025， https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6560796/
  23. Effect of hydrogen concentration on strain behaviour of pipeline steel – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/272753681_Effect_of_hydrogen_concentration_on_strain_behaviour_of_pipeline_steel
  24. （原版）API RP 941-2016 (2020), 檢索日期：8月 19, 2025， http://www.chinajorson.cn/indexfile/upload_91c6babb9b7ef1b5540afa7d1694f5b5.pdf
  25. Piping Material For Hydrogen Service | PDF | Pipe (Fluid Conveyance) | Valve – Scribd, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.scribd.com/document/101632162/Hydrogen-Piping
  26. oup.com, 檢索日期：8月 19, 2025， https://academic.oup.com/ce/article/7/1/99/7072479#:~:text=Generally%2C%20austenitic%20stainless%20steels%20and,for%20high%2Dpressure%20hydrogen%20environments.
  27. Effect of Cold Work on Hydrogen Embrittlement of Monel-400 – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/376770767_Effect_of_Cold_Work_on_Hydrogen_Embrittlement_of_Monel-400
  28. Effect of residual stress profile on hydrogen embrittlement susceptibility of prestressing steel – WIT Press, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.witpress.com/Secure/elibrary/papers/SURF99/SURF99008FU.pdf
  29. ASME B31.12 Hydrogen Pipeline Design Pressure – PipeEng, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.pipeeng.com/h2_pipe.html
  30. Effects of Gaseous Hydrogen on Fatigue Lives of Natural Gas Pipeline Material Rakish Shrestha, Fernando D. León-Cázares, Josep – OSTI, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.osti.gov/servlets/purl/2006202
  31. Degradation of fatigue properties in high pressure gaseous hydrogen environment evaluated by cyclic pressurization tests – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/245481515_Degradation_of_fatigue_properties_in_high_pressure_gaseous_hydrogen_environment_evaluated_by_cyclic_pressurization_tests
  32. Hydrogen Embrittlement of Cold Drawn Prestressing Steels: the Role of the Die Inlet Angle, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/263384799_Hydrogen_Embrittlement_of_Cold_Drawn_Prestressing_Steels_the_Role_of_the_Die_Inlet_Angle
  33. An Assessment of the Residual Stress of Pipelines Subjected to Localized Large Deformations – MDPI, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.mdpi.com/2077-1312/12/10/1789
  34. API RP 941 – Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures – Inspectioneering, 檢索日期：8月 19, 2025， https://inspectioneering.com/tag/api+rp+941
  35. Combined creep and hydrogen attack of petro refinery steel – Cronfa, 檢索日期：8月 19, 2025， https://cronfa.swan.ac.uk/Record/cronfa59004/Download/59004__21879__5bc01603c4224e36bb5ea6493fcaae7c.pdf
  36. Post Weld Heat Treating (PWHT) Question : r/engineering – Reddit, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.reddit.com/r/engineering/comments/1vy65j/post_weld_heat_treating_pwht_question/
  37. Effect of post-weld heat treatment on hydrogen-assisted cracking behavior of high-strength process pipe steel in a sour environment | Request PDF – ResearchGate, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.researchgate.net/publication/257543247_Effect_of_post-weld_heat_treatment_on_hydrogen-assisted_cracking_behavior_of_high-strength_process_pipe_steel_in_a_sour_environment
  38. ASME B31.12 Hydrogen Piping and Pipelines | H2tools, 檢索日期：8月 19, 2025， https://h2tools.org/fuel-cell-codes-and-standards/asme-b3112-hydrogen-piping-and-pipelines
  39. STANDARD FOR HYDROGEN PIPING SYSTEMS AT USER LOCATIONS – ASIA INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION, 檢索日期：8月 19, 2025， https://asiaiga.org/uploaded_docs/AIGA%20087_14_Standard%20for%20Hydrogen%20Piping%20Systems%20at%20User%20Location.pdf
  40. ASME IX vs. B31.3 – American Welding Society, 檢索日期：8月 19, 2025， https://app.aws.org/forum/topic_show.pl?tid=14900
  41. INTERNATIONAL STANDARD ISO 19880-3, 檢索日期：8月 19, 2025， https://cdn.standards.iteh.ai/samples/64754/2dd6478fb0b146aa9657250002002e18/ISO-19880-3-2018.pdf
  42. INTERNATIONAL STANDARD ISO 19880-1, 檢索日期：8月 19, 2025， https://cdn.standards.iteh.ai/samples/71940/261ee89cf6a34dcca611c7d32b489a35/ISO-19880-1-2020.pdf
  43. ISO 19880-1, Hydrogen Fueling Station and Vehicle Interface Safety Technical Report (ICHS # 116), 檢索日期：8月 19, 2025， https://h2tools.org/sites/default/files/2019-08/paper_255.pdf
  44. preview_ISO+19880-1-2020 | PDF | International Organization For Standardization – Scribd, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.scribd.com/document/832381412/preview-ISO-19880-1-2020
  45. Basic Theory and Applications of Oil and Gas Pipeline Non-Destructive Testing Methods, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.mdpi.com/1996-1073/17/24/6366
  46. Lifecycle Management of Hydrogen Pipelines: Design, Maintenance, and Rehabilitation Strategies for Canada’s Clean Energy Transition – MDPI, 檢索日期：8月 19, 2025， https://www.mdpi.com/1996-1073/18/2/240
  47. Durham E-Theses – The detection of hydrogen induced cracking in welded and seamless steel pipes using acoustic emission and ultrasonic techniques – CORE, 檢索日期：8月 19, 2025， https://core.ac.uk/download/pdf/9641932.pdf
  48. Integrity readiness and the role of ILI inspections – H2 Tech, 檢索日期：8月 19, 2025， https://h2-tech.com/articles/2025/march-2025/inspection-maintenance-reliability-and-safety/the-path-to-integrity-readiness-and-the-role-of-ili-inspections-part-2/
  49. Comparative Analysis of Ultrasonic NDT Techniques for the Detection and Characterisation of Hydrogen-Induced Cracking – PMC, 檢索日期：8月 19, 2025， https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9267232/
  50. Residual stress modeling of induction-bent pipes – INIS-IAEA, 檢索日期：8月 19, 2025， https://inis.iaea.org/records/vcjy3-bpf54
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