氢环境下X52管线钢的抗氢性能

• 作者: 李云 李冬林 王秋岩 白光乾 邓海全
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 管线钢 电化学充氢 慢应变速率拉伸 疲劳裂纹扩展 氢脆
• 年，卷（期）: 2020,（22）
• 所属期刊栏目: 金属与金属基复合材料
• 页码范围: 22130-22135
• 页数: 6页
• 分类号: TG172
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.19070188

摘要

天然气混氢(HCNG)作为一种新型输氢技术,对于实现氢气的大规模管网运输具有重要意义.但氢的存在会导致管道力学性能劣化,对管网的安全使用产生威胁.本工作以X52管线钢为研究对象,通过动态充氢慢拉伸试验研究了充氢对X52管线钢拉伸性能的影响;通过疲劳裂纹扩展试验研究了电解氢环境对X52管线钢裂纹扩展速率的影响.此外,还借助SEM对拉伸和疲劳试样的断口形貌进行观察,进而分析材料氢脆断裂机理.结果表明:(1)电化学充氢会改变材料的力学性能,随着充氢电流密度增大,材料的强度略微提高,但塑性显著下降;(2)拉伸试样断面微观结构的变化表明随着充氢电流密度增大,材料的断裂模式由韧窝韧性断裂过渡到准解理脆性断裂;(3)电解氢环境会加快X52管线钢的裂纹扩展速率,微观断口表明氢脆机制主导了裂纹扩展过程.