氢气体积/试样缺口表面积比对X52管线钢在高压氢环境下疲劳寿命的影响

作     者：宋卫臣 汪兵 李拔 贾书君 刘清友 SONG Weichen;WANG Bing;LI Ba;JIA Shujun;LIU Qingyou

作者机构：中石化石油工程设计有限公司机械设备设计所山东东营257000 钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京100081 

出 版 物：《钢铁研究学报》 (Journal of Iron and Steel Research)

年 卷 期：2024年第36卷第6期

页      码：776-786页

摘      要：通过改变环境箱中填充物的体积来获得不同的氢气体积/缺口试样表面积比值RV/S,使用疲劳寿命试验和扫描电镜研究了RV/S对管线钢氢气环境下疲劳寿命的影响,对输氢管道中气态氢分子自发分解成氢原子的氢脆理论进行了讨论。结果表明与氮气中相比,当RV/S从2.6 mL/mm2增加到24.4 mL/mm2时,X52管线钢环焊缝在高压氢环境下的疲劳寿命损失率从21.2%增加到57.2%,X52管线钢母材疲劳寿命损失率从2.1%增加到53.2%,X52管线钢环焊缝和母材疲劳寿命试验断口快速撕裂区韧窝面积明显减少,韧窝区裂纹和空洞等缺陷出现增加趋势。疲劳寿命试验过程中,氮气中早期疲劳裂纹萌生后出现裂纹止裂阶段,而当氢气体积/试样缺口表面积比为24.4 mL/mm2时,疲劳裂纹一旦萌生即不断扩展直至试样断裂。RV/S比值对X52管线钢在高压氢环境下的疲劳寿命循环次数存在着显著影响,试验结果为气态氢分子自发分解成氢原子的氢脆理论提供了试验数据支撑。

主 题 词：X52管线钢 氢气体积/试样缺口表面积比 输氢管道 疲劳寿命 氢脆 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 082003[082003] 

核心收录：

D　O　I：10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20230361

馆 藏 号：203128284...