隨著能源轉型的推進，天然氣基礎設施將以氣態能源載體的形式為可再生能源提供高效的運輸和儲存能力，并使整個能源系統更加靈活和更具彈性。

出于實際和經濟原因，未來的可再生天然氣基礎設施將主要基于將現有天然氣輸送管道轉換為純氫(100%氫氣)或混氫(氫氣和天然氣的混合物)管道。雖然氫氣管道的概念并不是新的——已經有數千公里的氫氣管道投入使用——但將氫氣引入現有的天然氣輸配網絡帶來了獨特的挑戰。如果將現有的天然氣管道重新用于運輸大量氫氣，與之前的服務相比，這可能會帶來新的威脅，并且這些威脅的管理、控制和緩解可能具有挑戰性。

為了在這一過程中支持管道企業，ROSEN 集團提出了一個整體氫氣管道完整性管理框架如下圖所示，為現有天然氣管網安全高效地轉換為純氫或摻氫管道的可靠運行提供了技術路線圖，以延長現有能源系統的使用壽命。

這種完整性方法基于對材料對氫脆或加速疲勞開裂的敏感性等問題的廣泛且已經完成的研究，以及已經可用于繪制應力水平升高的材料特性、幾何形狀和變形特征的診斷技術，以及可能是疲勞裂紋起點的特征。

完整性框架的第一階段包括了解潛在威脅。從本質上講，潛在威脅可分為三大類。一是無論運輸何種介質都存在的威脅，例如外部腐蝕或第三方損壞。二是氫造成的直接威脅，如開裂。三是氫引起的管道材料特性變化，例如脆化和疲勞敏感性增加。

然后，應根據有關管道材料特性和施工期間使用的焊接程序、當前管道條件和任何已知特征以及歷史和計劃的運營范圍的現有知識來評估這些威脅。該評估的主要成果將是確定有關當前管道狀況的任何知識差距。

然后可以使用現有的在線檢測工具和破壞性測試技術的組合來填補這些已識別的知識空白。在現有天然氣管道向氫氣的轉換過程中，與在線檢測服務特別相關的是裂紋檢測和材料特性測定。材料特性的確定尤為重要，因為在“傳統”天然氣管道中，更堅固的材料幾乎總是更好，這導致管道廠和運營商在歷史上生產和使用的管道強度或等級明顯高于絕對要求。

在氫氣服務中，這種“超強度優勢”并不總是如此，現有的規范往往會限制最大允許強度。ROSEN 開發的材料性能檢測工具包括一種在線技術，可以無損地測量管道長度上每個接頭的強度，以及一種識別馬氏體硬點的技術。這些服務能夠識別出強度特別高的區域或馬氏體硬點，這些區域可能成為氫相關降解的焦點?？梢允褂昧芽p檢測和金屬損失工具來識別和表征由施工或使用中損壞引起的現有特征或缺陷。

在這種情況下，還需要注意的是，運行多種檢測技術可以獲得協同效益，因為可以疊加和分析信息，以幫助提高識別概率和特征分類。根據現有知識和管道的當前狀況，將這種適當的診斷工具組合作為基線檢查運行可能是謹慎的做法，以促進對未來任何損壞或材料退化跡象的有效比較和監測。

一旦確定并成功執行了適當的管道檢測運行，就可以分析和評估收集到的信息。這些完整性評估既應識別直接威脅，這將需要有針對性的驗證和維修活動，并為氫能適應服務活動提供輸入數據。最后，這些結果需要反映在更新的風險評估中，作為穩健的未來完整性管理計劃和流程的輸入。

像所提出的氫氣完整性框架這樣的整體方法——包括通過最佳實踐檢查數據對潛在威脅有充分的了解——能夠將氫氣安全地引入現有的天然氣網絡，并使輸送大量氫氣的管道持續高效運行。