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氢能已经成为未来非常规能源的主要组成部分,其集输管道多依赖现有的油气管道。输氢管线钢氢脆(Hydrogen embrittlement,HE)的相关研究备受关注,但目前仍没有完整的理论解释所有氢脆行为,传统防氢脆的方法仍有许多问题亟待优化和攻克。概述了输氢管线钢的发展及不同型号管线钢的化学成分;归纳了氢脆失效概念及氢脆发生机理(弱键理论、氢促进局部塑性变形理论、氢压理论及氢吸附降低表面能理论),以及氢脆的影响因素,包括材料、氢含量、温度和应变速率等4种影响因素。在此基础上,综述了防氢脆的主要方法,即通过改变管线钢内部或表面组织结构及化学成分可以提升输氢管线钢的力学、物理及化学等性能。重点综述了热处理工艺,添加钒、铜等金属元素,冷处理—喷丸处理和电镀改性等4种防氢脆方法。探讨了有关输氢管线钢氢脆行为在线监测技术的发展现状,并展望了输氢管线钢防氢脆的研究方向。 相似文献
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为推动我国掺氢天然气管道的发展,综述了目前含氢气环境下管道钢氢脆的研究成果,总结了温度、压力、掺氢比等运行条件对钢材氢脆的影响,分析了钢材强度、微观组织、氢陷阱等材料性质与管道钢氢脆行为之间的联系,归纳了预防和抑制管道钢氢脆行为的方法。笔者认为,当前亟待解决的科学技术问题包括进一步探究掺氢天然气管道环境下不同运行条件对管道钢氢脆行为的影响规律;确定掺氢天然气管道的安全运行温度、压力、掺氢比等关键参数;建立不同服役条件下掺氢天然气管道输送的安全评价方法,完善掺氢天然气管道与现役管道相容性评价体系;形成掺氢天然气管道的设计规范和相关标准;开展气体抑制剂和阻氢涂层等抗氢脆方法的评价。 相似文献
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为了探究焊后热处理对焊接残余应力及氢扩散的影响,采用Abaqus软件建立含六层环焊缝的X80钢管道模型,进行温度场、应力场和氢扩散耦合分析。结果表明,焊接产生的残余应力主要集中在焊缝区和热影响区,Mises等效应力峰值为580 MPa,已接近管材的屈服强度。管道材料内氢浓度沿着径向和轴向分布不同,但均与静水应力的分布规律相似。输氢管道焊后热处理的效果明显,可显著降低焊接残余应力、静水应力,从而降低氢富集浓度,减少焊缝处可能的氢脆现象发生。 相似文献
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辙叉用贝氏体钢的氢脆特性及去氢退火工艺 总被引:2,自引:0,他引:2
根据氢在铁中的溶解度以及扩散行为,制定了辙叉用贝氏体钢的去氢退火工艺.通过慢应变速率拉伸试验研究了辙叉用贝氏体钢的临界氢含量和氢脆敏感性.研究结果表明,通过去氧退火使试验用钢的组织得到细化,塑性和韧度得到大幅度提高.含W贝氏体钢的氢含量由1.2×10-4%降低到0.5×10-4%,低于该钢发生氢脆的临界氢含量0.7×10-4%.含Mo贝氏体钢氢含量由1.6×10-4%降低到0.4×10-4%,低于此种钢发生氢脆的临界氢含量0.6×10-4%.含W钢比含Mo钢的氢脆敏感性低. 相似文献
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采用氢渗透试验和动态充氢拉伸试验研究了920℃冰水淬火后回火温度(560、600和640℃)对某含0.15%V和0.05%Nb(质量分数)高强度低合金钢的氢扩散系数和氢脆敏感性的影响,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电镜(TEM)观察分析回火试样的微观组织。结果表明,随回火温度升高,氢扩散系数增加,氢扩散激活能降低,同时钢的氢脆敏感性也降低,这是因为随回火温度升高,钢中作为氢陷阱的位错密度减少,从而使得氢陷阱密度减小,在相同的充氢条件下可扩散氢含量减小。 相似文献
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氢脆是金属由于吸氢而造成材料变脆,塑性降低,自行断裂的现象。材料的这种破裂形式势必造成意想不到的事故,对安全形成极大威胁。随着金属材料的广泛应用,各国对表面处理中的氢脆现象进行了比较多的研究和试验,并制定了一些标准(例如增加去氢处理,限制高强度钢的电... 相似文献
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采用电化学测试的方法评价了两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的阴极极化行为;采用充氢试验研究了两种强度的17-4PH不锈钢在-1.1V(SCE,下同)电位下阴极极化15d后的含氢量;采用慢应变速率试验研究了两种强度17-4PH不锈钢在充氢后的氢脆系数。结果表明:两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的析氢转变电位均在-0.90V左右;低强度不锈钢的氢质量分数约为2.55×10~(-4)%,而高强度不锈钢的氢质量分数则高达6.84×10~(-4)%;试样充氢后,高强度不锈钢的脆性明显增加,而低强度不锈钢的脆性增加不明显,高强度不锈钢的氢脆系数远超过25%,此时材料已存在氢脆危险,而低强度不锈钢的氢脆系数约为18%左右,尚处于氢脆安全区。 相似文献
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利用电化学预充氢和慢应变速率拉伸实验研究了不同应变速率(10-4、10-5和10-6 s-1)条件下DP780钢的氢脆敏感性.结果 表明,随应变速率降低,材料的氢脆敏感性增强,但其变化幅度与初始预充氢状态有关.当预充氢电流密度较小时,充氢量少且钢中无初始氢致裂纹,随应变速率降低,更多氢原子可扩散至试样心部应力集中处,导... 相似文献
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综述了氢脆的种类,氢在金属中存在的状态,氢脆的机制,钢铁、铝及其合金、钛及其合金、陶瓷等材料的氢脆行为,金属充氢的方法,高温高压氢环境中发生的设备事故实例,金属氢脆的预防措施等。 相似文献