管线钢氢相容性测试方法及氢脆防控研究进展

在研究氢脆发生机理与损伤机制时,常采用慢应变速率拉伸试验、疲劳寿命试验等手段,以力学性能、疲劳寿命等为指标衡量金属的氢脆敏感性。对于典型管线钢材料,其在不足5 MPa的氢气压力下,或在氢气体积分数10%的掺氢天然气环境中,已经在慢应变速率拉伸等试验中表现出明显的韧性下降、裂纹加速扩展等氢损伤特征。为模拟钢在氢气环境中服役,试验中常采用气相充氢与电化学充氢方法,前者能够模拟多种气相对管线钢氢脆的作用,后者能够快速模拟管线钢长时间服役后氢原子的渗透情况。针对氢脆过程及机理总结并分析了3种主要的氢脆防控技术：(1)调控管线钢材料与加工工艺,优化其微观组织,增加扩散速率,减弱氢原子聚集现象;(2)引入气体抑制剂,通过竞争吸附的方法减缓氢分子在材料表面的吸附;(3)增设管道内涂层,使氢气与管线钢基体金属隔离。并基于此提出进一步优化管道氢脆防控技术的建议。（图1,表1,参59）