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首先，本综述探讨了先前关于混合氢气对混合气体流体和热力学性质、输配电网络内管道材料和设备性能以及地下储存和最终用途氢气分离等支持设施的影响的研究。众所周知，氢气的存在会增加常用管道钢中疲劳裂纹的扩展速度，研究表明，抗拉强度较高的金属在与氢气接触时，抗断裂性能的下降幅度往往大于抗拉强度较低的金属。最近的研究表明，即使在氢分压较低的情况下，疲劳裂纹扩展和抗断裂性能也会降低，随着氢分压的增加，随后的降低幅度会更小。在高应力情况下，疲劳裂纹扩展与氢浓度基本无关。ASME B31.12 等设计指南提供了如何根据管道直径和厚度评估许多常见管道材料的合适工作压力的指导。需要对美国天然气管道系统中使用的老式钢材进行额外的疲劳和断裂测试，以确定其在氢气环境中的极限行为，尤其是老式的焊缝和硬点，并且必须检查任何考虑混合的现有管道是否存在缺陷。虽然塑料管道通常被认为适合在配电网络压力下容纳氢气，但研究表明，氢气会影响聚乙烯材料的物理特性，例如密度和结晶度。需要进行更多研究来量化这些变化对聚合物管道和管道接头的机械性能和寿命的影响，以及氢气对特定树脂配方的影响。氢气对材料的影响还延伸到压缩机、阀门、储存设施和其他非管道组件。评估地下储存设施中的氢气还必须考虑与可能消耗氢气的微生物相关的潜在反应，以及枯竭的油气储层（最常见的天然气储存类型）中存在的残留碳氢化合物对最终用途应用的危害程度（基于所需的氢气纯度）。氢分离是一项成熟的技术，但对于天然气中低氢浓度混合物来说，成本可能过高。
氢气混合至天然气管道基础设施
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