- Edición publicada actualmente: ASME B31.12-2023.
- El alcance incluye hidrógeno gaseoso, mezclas de hidrógeno gaseoso y tuberías en servicio de hidrógeno líquido.
- El Código se aplica a través de la junta de tubería conectada a recipientes y equipos asociados, pero no a los recipientes o equipos en sí.
- La selección de alivio de presión aún requiere una carga de control separada, capacidad de válvula certificada y revisión de descarga segura.
››› Alcance y estructura del código
B31.12 separa los requisitos generales, tuberías industriales y ductos
Los Requisitos Generales establecen reglas comunes para el servicio de hidrógeno. La sección de Tuberías Industriales aborda las tuberías de hidrógeno dentro de instalaciones y paquetes, mientras que la sección de Ductos aborda los sistemas de ductos de hidrógeno gaseoso. La sección aplicable debe identificarse antes de aprobar las condiciones de diseño, materiales, examen y pruebas.
B31.12 define el sistema de tuberías; no reemplaza el código de construcción para compresores, recipientes a presión, cilindros de almacenamiento, electrolizadores u otros equipos conectados. Por lo tanto, la junta de interfaz y el límite de responsabilidad deben mostrarse claramente en el P&ID y la especificación mecánica.
Nota sobre edición y aplicación
Esta página se basa en ASME B31.12-2023. Confirme siempre la edición, jurisdicción y especificación del propietario requeridas para el proyecto. Los requisitos de ductos de hidrógeno también pueden interactuar con otros códigos de ductos, regulaciones locales y requisitos de gestión de integridad.
››› Características del servicio de hidrógeno
El hidrógeno modifica la revisión de materiales, fugas e ignición
Se debe evaluar el sistema de tuberías y alivio para la concentración real de hidrógeno, la presión, la temperatura, el ciclo y el entorno de descarga.
01
Degradación de materiales asistida por hidrógeno
La resistencia del material por sí sola no es suficiente. La revisión debe considerar la compatibilidad con el hidrógeno, la fatiga, el comportamiento de fractura, las soldaduras, el tratamiento térmico y los ciclos de presión.
02
Fuga de moléculas pequeñas
El hidrógeno puede escapar a través de vías de fuga muy pequeñas. El diseño del asiento, los sellos del vástago, las juntas, las uniones roscadas y la aceptación de pruebas requieren un control cuidadoso.
03
Amplia inflamabilidad y baja energía de ignición
Las salidas de ventilación, la clasificación eléctrica, las fuentes de ignición, la ventilación y la dispersión deben considerarse conjuntamente.
04
Alta presión y expansión rápida
Los bancos de almacenamiento, los compresores y los sistemas de repostaje pueden implicar alta presión, gran energía almacenada, enfriamiento durante la expansión y descarga a alta velocidad.
05
Ciclos de presión y térmicos
El llenado rápido, la operación del compresor, la carga de remolques y la reducción repetida de la presión pueden crear un servicio sensible a la fatiga.
06
Hidrógeno líquido criogénico
La tubería de hidrógeno líquido presenta peligros de temperaturas muy bajas, ebullición, contracción térmica, expansión de líquido bloqueado y penacho frío.
>>> Sistemas Protegidos
Tuberías de hidrógeno y límites de presión típicos B31.12
Cada dispositivo de alivio debe asignarse a una sección protegida específica, una presión máxima de origen y una ruta de flujo creíble.
01
Tuberías de salida del electrolizador
Proteja separadores, secadores, equipos de purificación y tuberías aguas abajo contra la presión del electrolizador o del compresor.
02
Sistemas de compresores de hidrógeno
Revise etapas, interenfriadores, separadores, recipientes de pulsación, descarga bloqueada y fallos en el reciclaje o control.
03
Almacenamiento de alta presión y colectores
Proteja cabezales de almacenamiento, secciones de aislamiento, bancos en cascada y tuberías conectadas de baja clasificación.
04
Estaciones de reducción de presión
Proteja las tuberías y equipos aguas abajo contra fallos del regulador, monitor, bypass o válvula de control.
05
Estaciones de repostaje e interfaces de tubos cisterna
Revisar la descarga del compresor, paneles prioritarios, líneas de dispensación, colectores de cisterna y transitorios de llenado rápido.
06
Tuberías de hidrógeno
Definir el aislamiento de sección, la tubería de la estación, las interfaces del compresor, las estaciones de regulación y las fuentes de presión ascendentes creíbles.
07
Sistemas de suministro de pilas de combustible
Proteger las tuberías de baja presión de las pilas de combustible, los vasos de amortiguación y los equipos de proceso contra fallos en el almacenamiento ascendente o en el regulador.
08
Tuberías de hidrógeno líquido
Proteger las líneas de transferencia, las secciones de carga, los vaporizadores, los volúmenes de líquido bloqueados y las conexiones de ebullición.
>>> Escenarios de sobrepresión
El caso de alivio dominante debe definirse antes de dimensionar la válvula
El flujo máximo de la fuente y el límite aguas abajo con la menor calificación a menudo controlan el requisito de alivio de presión.
01
Fallo del regulador o de la válvula de control
Un regulador, monitor o bypass con fallo abierto puede exponer la tubería aguas abajo a la presión y caudal máximos creíbles aguas arriba.
02
Descarga bloqueada de compresor
Utilice la capacidad del compresor, la condición de reciclaje y la restricción aguas abajo para definir la carga de alivio requerida.
03
Salida bloqueada o aislamiento cerrado
El flujo hacia una sección de tubería de hidrógeno cerrada puede exceder rápidamente la presión de diseño de la sección.
04
Expansión térmica de fluido atrapado
El hidrógeno líquido o cualquier otro líquido frío bloqueado puede generar alta presión a medida que entra calor.
05
Fallo del vaporizador o intercambiador de calor
El exceso de entrada de calor, la salida de gas bloqueada o la fuga del lado de alta presión pueden sobrecargar el sistema de menor clasificación.
06
Calor externo o fuego
Donde lo requiera el equipo aplicable o la base del proyecto, revise la exposición al calor, la generación de gas y la eliminación segura.
››› Materiales y Diseño
La compatibilidad con hidrógeno debe verificarse para la presión real y el ciclo de servicio
La revisión de materiales debe incluir tuberías, accesorios, bridas, cuerpos de válvula, internos, pernos, soldaduras y zonas afectadas por el calor. La resistencia, la tenacidad, los efectos del hidrógeno, la fatiga, la mecánica de la fractura y los requisitos de inspección pueden cambiar con la presión, el espesor de la pared y el historial de servicio.
Para hidrógeno líquido, también se deben confirmar la tenacidad a baja temperatura, la contracción térmica, las pruebas de impacto, el comportamiento de la junta y la trazabilidad del número de colada.
Lista de verificación de materiales y diseño
- Concentración de hidrógeno y pureza del gas
- Temperatura máxima y mínima de diseño
- Presión de diseño y ciclos de presión
- Material de tubería, accesorios, bridas y válvulas
- Procedimiento de soldadura y condición de tratamiento térmico
- Evaluación de fatiga y fractura cuando sea necesario
- Requisitos de dureza y pruebas de materiales
- Trazabilidad de PMI y número de colada
- Compatibilidad de juntas, sellos y elastómeros
- Tolerancia a la corrosión y entorno externo
››› Selección y estanqueidad de válvulas
Una válvula de alivio para hidrógeno debe cumplir con los requisitos de capacidad, estanqueidad y operación
La válvula seleccionada debe tener suficiente capacidad de gas certificada para la carga de control y ser adecuada para la presión de tarado, la temperatura, la contrapresión, el margen de presión de operación y el servicio con hidrógeno.
Los diseños pilotados pueden considerarse para servicio limpio, alta presión o cercano a la presión de tarado, mientras que los diseños de resorte pueden preferirse cuando la simplicidad y la tolerancia a la contaminación son más importantes. La elección debe hacerse a partir de los datos reales del sistema y del fabricante.
Puntos de revisión de válvulas de hidrógeno
- Caudal de alivio requerido y capacidad de gas certificada
- Presión de tarado y margen de presión operativa
- Diseño convencional, equilibrado por fuelle o pilotado
- Construcción del asiento y requisito de estanqueidad
- Materiales del cuerpo, asiento, resorte, fuelle y sellos
- Contrapresión y presión del cabezal de venteo
- Pérdida de presión de entrada y estabilidad dinámica
- Estándar de conexión y clase de presión
- Control de limpieza y contaminación
- Informes de calibración, presión y prueba de asiento
››› Ventilación e Instalación
La descarga de hidrógeno debe dirigirse a una ubicación segura definida
La salida de alivio debe evaluarse en cuanto a dispersión, fuentes de ignición, efectos climáticos, alta velocidad, ruido, fuerza de reacción, preocupaciones electrostáticas y posible entrada de aire. Los cabezales de ventilación comunes pueden crear contrapresión superpuesta y acumulada que afecta la capacidad y estabilidad de la válvula.
La instalación debe mantener la línea de entrada corta, soportar la salida de forma independiente, evitar la acumulación de líquido, mantener el drenaje de la chimenea de ventilación y preservar un acceso seguro para la inspección y el reemplazo.
Lista de verificación del sistema de descarga
- Ventilación atmosférica, antorcha o destino de recuperación
- Elevación de la salida de ventilación y separación segura
- Presión normal y máxima del cabezal
- Suposiciones de alivio simultáneo
- Revisión de dispersión y fuente de ignición
- Soporte de tubería de salida y fuerza de reacción
- Drenaje y prevención de acumulación de líquidos
- Descarga a baja temperatura y formación de hielo, cuando sea aplicable
- Requisitos de área eléctrica y puesta a tierra
- Acceso para inspección y protección contra la intemperie
››› Flujo de Trabajo de Ingeniería
Flujo de trabajo de protección de presión de hidrógeno B31.12 en ocho pasos
El flujo de trabajo vincula el límite del código de tuberías con el cálculo de alivio de presión, la especificación de la válvula y el sistema de descarga segura.
01
Definir el límite B31.12
Identificar interfaces de tuberías industriales, de gasoductos, de hidrógeno líquido y de equipos conectados.
02
Identificar secciones protegidas
Marcar cabezales de almacenamiento, compresores, reguladores, líneas bloqueadas y tuberías de baja calificación aguas abajo.
03
Definir casos de alivio creíbles
Revisar fallo del regulador, descarga bloqueada, expansión térmica, aporte de calor y fallo del equipo.
04
Calcular la carga determinante
Utilizar el flujo máximo de la fuente, propiedades del gas, presión, temperatura y condiciones aguas abajo.
05
Verificar materiales y diseño
Comprobar compatibilidad con hidrógeno, fatiga, tenacidad, sellos, soldaduras y clasificaciones de presión-temperatura.
06
Seleccionar el dispositivo de alivio
Verificar capacidad certificada, presión de tarado, fugas, tipo de válvula y requisitos de conexión.
07
Revisar venteo e instalación
Comprobar contrapresión, dispersión, control de ignición, soporte, drenaje y acceso de mantenimiento.
08
Completar el paquete de documentación
Emitir cálculos, hojas de datos, planos, MTC, informes de prueba y requisitos de inspección.
VERIFICACIÓN EN PLANTA
Del requisito del código a la verificación en planta
Las normas definen los requisitos técnicos, pero el cumplimiento de la orden de compra depende del diseño, los materiales, el alcance de la inspección y los resultados de las pruebas registradas. Esta fotografía real de ZOBAI documenta una válvula de alivio de seguridad pilotada de acero inoxidable en exhibición. Es una evidencia de las instalaciones, no un sustituto de los certificados específicos del proyecto o de un plan de inspección y pruebas acordado.
››› Datos para solicitud de cotización
Información necesaria para una revisión de válvula de seguridad de hidrógeno B31.12
Una solicitud que solo indica servicio de hidrógeno y tamaño de conexión es incompleta. Proporcione la sección del código de tuberías, las condiciones máximas de la fuente, el caso de alivio, la capacidad requerida y los datos del sistema de descarga.
Entrada de ingeniería recomendada
- Sección y edición aplicable de ASME B31.12
- P&ID, límite de tuberías y equipo protegido
- Composición, pureza y fase del hidrógeno
- MAWP, presión de diseño y presión de tarado
- Temperatura de operación y alivio
- Escenario de gobierno y caudal de alivio requerido
- Datos del compresor, regulador o fuente aguas arriba
- Contrapresión y destino de descarga
- Materiales de tuberías, bridas, válvulas y sellos
- Cálculos, certificados e informes de prueba requeridos
››› Aplicaciones y Normas Relacionadas
Continuar la revisión de tuberías de hidrógeno y alivio de presión
Estos enlaces utilizan páginas actuales de ZOBAI ya disponibles en el sitio web.
01
Válvulas de seguridad para hidrógeno
Compresores de hidrógeno, bancos de almacenamiento, electrolizadores, estaciones de repostaje, tuberías y skids.
02
Válvulas de seguridad de alta presión
Revisar fugas, clase de presión, materiales y servicio de gas a alta presión.
03
Válvulas de seguridad para tuberías
Revisar fallo del regulador, estaciones de compresores, salida bloqueada y alivio de tuberías.
04
Clasificaciones de presión-temperatura
Verificar el cuerpo de la válvula, la brida, el grupo de materiales y la presión admisible dependiente de la temperatura.
05
Bridas ASME B16.5
Verificar el tamaño de la brida, la clase, el tipo de cara, la junta y la compatibilidad de los pernos.
06
Consultar a un ingeniero
Envíe un P&ID de hidrógeno, un cálculo de alivio o una especificación de válvula para revisión técnica.
>>> Preguntas frecuentes
Preguntas comunes sobre tuberías de hidrógeno ASME B31.12
ASME B31.12 establece los requisitos para el diseño, materiales, fabricación, inspección, pruebas, operación y mantenimiento de sistemas de tuberías y gasoductos de hidrógeno.
La edición publicada actualmente es ASME B31.12-2023. Los proyectos deben confirmar la edición requerida con la jurisdicción, el propietario y las especificaciones del proyecto.
Sí. Su alcance incluye tuberías en servicio con hidrógeno líquido. Las tuberías de hidrógeno gaseoso también están cubiertas, y la sección exacta del código depende del sistema.
El código de tuberías se aplica a través de la unión que conecta la tubería con las vasijas y equipos asociados, pero no proporciona las reglas de construcción para las vasijas o equipos en sí mismos.
Los casos comunes incluyen fallo del regulador o de la válvula de control, descarga bloqueada del compresor, salida bloqueada, expansión térmica de líquido atrapado, fallo del vaporizador y exposición a calor externo donde sea aplicable.
No automáticamente. La válvula seleccionada debe verificarse en cuanto a materiales compatibles con hidrógeno, requisito de estanqueidad, presión de tarado, capacidad de gas certificada, margen operativo, contrapresión, sellos, conexiones y condiciones de descarga.
Proporcione la sección B31.12, tuberías protegidas, composición y fase del hidrógeno, presiones de diseño y de tarado, temperatura, caso de alivio aplicable, capacidad requerida, contrapresión, materiales, conexiones y documentos de prueba requeridos.
¿Necesita una revisión de tuberías de hidrógeno o de alivio de presión?
Envíe el límite de la tubería B31.12, el P&ID, las condiciones del hidrógeno, la presión de origen, los escenarios de alivio, la capacidad requerida, la disposición de ventilación y los requisitos de materiales. ZOBAI puede identificar las entradas faltantes y definir el siguiente paso de dimensionamiento o cotización.