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中国腐蚀与防护学报 2025年第2期45卷 249-260页

作者：王慧玲明洪亮王俭秋韩恩厚中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所沈阳110016 广东腐蚀科学与技术创新研究院广州510530

当前绿色低碳能源发展迫在眉睫,氢能作为低碳能源受到了广泛关注。利用在役的天然气管线钢长距离输氢是当前最经济、最有效的方式,但管线钢在临氢环境中易发生的氢渗透及其引起的氢损伤,严重影响管道的安全运行。因此,研究掺氢天然气管... 详细信息

当前绿色低碳能源发展迫在眉睫,氢能作为低碳能源受到了广泛关注。利用在役的天然气管线钢长距离输氢是当前最经济、最有效的方式,但管线钢在临氢环境中易发生的氢渗透及其引起的氢损伤,严重影响管道的安全运行。因此,研究掺氢天然气管线钢的氢渗透行为具有重要的意义。目前,管线钢氢渗透行为的研究方法主要包括电化学氢渗透和气相氢渗透。本文简述了不同氢渗透方法中氢的渗透过程以及氢渗透行为的影响因素,并介绍了计算氢渗透参数的模型及方法。

关键词：管线钢电化学氢渗透气相氢渗透氢渗透曲线

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掺氢天然气环境下管线钢氢致疲劳裂纹扩展研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2025年第2期45卷 296-306页

作者：樊嘉骏董立谨马成张兹瑜明洪亮韦博鑫彭庆王勤英西南石油大学新能源与材料学院成都610500 河钢集团材料技术研究中心石家庄050000 中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学院力学研究所北京100190

天然气掺氢输送是实现氢能长距离、低成本、大规模输运的重要途经,但管线因疲劳载荷作用可能发生氢致疲劳损伤,严重威胁掺氢天然气管线的服役安全。因此,本文首先介绍了管线钢氢致疲劳裂纹扩展的机理和模型,重点论述了微观组织结构及焊... 详细信息

天然气掺氢输送是实现氢能长距离、低成本、大规模输运的重要途经,但管线因疲劳载荷作用可能发生氢致疲劳损伤,严重威胁掺氢天然气管线的服役安全。因此,本文首先介绍了管线钢氢致疲劳裂纹扩展的机理和模型,重点论述了微观组织结构及焊接、载荷和服役环境等因素对掺氢天然气环境下管线钢氢致疲劳裂纹扩展的影响,最后对该领域的未来研究方向提出了展望。

关键词：管线钢天然气掺氢氢致疲劳裂纹扩展微观组织结构

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管线钢动态应力下的原位氢渗透测试实验方法

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实验室研究与探索 2025年第1期44卷 64-68,90页

作者：邢云颖赵茜杨芝乐北京科技大学金属冶炼重大事故防控技术支撑基地北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

管线钢在应力条件下的氢渗透行为研究能够为管线钢在复杂应力状态下的氢脆风险评估提供支撑。在常规氢渗透测试方法和原理的基础上,利用实验室现有力学加载设备,设计了“管线钢动态应力下的原位氢渗透”实验装置,研究了交变应力与氢的... 详细信息

管线钢在应力条件下的氢渗透行为研究能够为管线钢在复杂应力状态下的氢脆风险评估提供支撑。在常规氢渗透测试方法和原理的基础上,利用实验室现有力学加载设备,设计了“管线钢动态应力下的原位氢渗透”实验装置,研究了交变应力与氢的交互作用对氢渗透行为的影响。结果表明,交变应力条件下,氢渗透通量表现出与交变应力无相位差的波形特征;氢渗透通量的变化幅值随峰值应力的增加而增加,随交变频率的增加而降低;应力的变化在氢渗透曲线上可以实时得到反馈,应力状态改变导致的材料内部缺陷增加也能在氢渗透曲线上得到反馈。

关键词：管线钢动态应力原位氢渗透慢应变速率拉伸交变载荷

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气相杂质对临氢环境中L245管线钢氢脆敏感性的影响研究

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力学与实践 2025年第1期47卷 118-130页

作者：魏仁超杨志文陈迎锋王德强王健王修云张雷安科工程技术研究院(北京)有限公司北京102209 乌海凯洁燃气有限责任公司内蒙古乌海016000 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

为研究天然气掺氢输送环境中气相杂质对管线钢的氢脆敏感性影响,本文通过缺口圆棒试样慢拉伸测试对比研究了正火态无缝钢管L245在空气和4 MPa氢气环境中的材料力学性能,对比研究4 MPa氢气环境中含H_(2)O,O_(2),CO_(2)等气相杂质时L245... 详细信息

为研究天然气掺氢输送环境中气相杂质对管线钢的氢脆敏感性影响,本文通过缺口圆棒试样慢拉伸测试对比研究了正火态无缝钢管L245在空气和4 MPa氢气环境中的材料力学性能,对比研究4 MPa氢气环境中含H_(2)O,O_(2),CO_(2)等气相杂质时L245管线钢氢脆敏感性的变化,结合扫描电子显微镜对断口形貌进行了系统分析。结果表明:(1)相较于空气环境,4 MPa H_(2)环境下L245管线钢塑性有所降低,缺口试样的断裂方式为缺口边缘准解理断裂和中心部位韧断相结合,具有一定的氢脆敏感性;(2)H_(2)O的影响与其浓度有关,1‰及以下H_(2)O的加入对L245管线钢的氢脆敏感性影响较小,但H_(2)O浓度增大到10‰,L245氢脆敏感性明显增大;(3)4 MPa H_(2)+1‰H_(2)O环境下,1‰O_(2)的添加使得L245钢的氢脆敏感性程度明显降低;而1‰CO_(2)的添加使得L245钢的氢脆敏感性大幅增大。

关键词：管线钢氢脆敏感性气相杂质氢气环境

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管线钢微生物腐蚀的研究进展

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大型铸锻件 2025年第1期 35-40,68页

作者：郭克星中国石油集团宝石管业有限公司陕西宝鸡721008

微生物腐蚀(MIC)是导致石油天然气管道出现失效的主要原因之一。对管道微生物腐蚀进行了综述,包括微生物腐蚀行为及机理、微生物腐蚀的防治策略以及下一步研究的方向。微生物腐蚀的基本原因就是细菌附着在钢材表面,通过氧化还原反应造... 详细信息

微生物腐蚀(MIC)是导致石油天然气管道出现失效的主要原因之一。对管道微生物腐蚀进行了综述,包括微生物腐蚀行为及机理、微生物腐蚀的防治策略以及下一步研究的方向。微生物腐蚀的基本原因就是细菌附着在钢材表面,通过氧化还原反应造成腐蚀,会发生微生物腐蚀的菌种较多,因素较为复杂,需要进一步研究多因素、多菌种耦合作用下的腐蚀行为及机理。建议下一步,建立微生物腐蚀数据库,对腐蚀行为和机理进行大数据管理;持续开发抗菌管材,从合金的冶炼、钢板的轧制工艺和钢管的焊接工艺等方面综合考虑,进一步提升抗菌性能;关于杀菌剂的研发要注重杀菌性、经济性和环保性三大特点。

关键词：管线钢微生物腐蚀硫酸盐还原菌抗菌管材杀菌剂

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管线钢自动焊工艺裂纹成因分析

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石油和化工设备 2025年第3期28卷 27-29,83页

作者：王凤仙大庆油田工程建设有限公司新疆分公司新疆库尔勒841000

随着石油天然气长输管线建设的快速发展,自动焊技术因其高效、稳定的焊接质量成为首选工艺。然而,环焊缝开裂问题逐渐凸显,对管道安全运行构成威胁。本文以某外输管线工程中的X80M高强度钢管环焊缝裂纹为例,通过化学成分分析、无损检测... 详细信息

随着石油天然气长输管线建设的快速发展,自动焊技术因其高效、稳定的焊接质量成为首选工艺。然而,环焊缝开裂问题逐渐凸显,对管道安全运行构成威胁。本文以某外输管线工程中的X80M高强度钢管环焊缝裂纹为例,通过化学成分分析、无损检测、显微硬度测试及微观组织分析等手段,全面探究了裂纹的成因。研究发现,裂纹的形成与焊接过程中焊缝局部进入Cu元素密切相关,这种熔铜开裂现象改变了焊缝的微观结构,降低了焊缝性能。

关键词：管线钢自动焊工艺环焊缝裂纹铜致开裂

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适用于超临界CO_(2)输送环境下X65管线钢的研发

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钢管 2025年第2期54卷 39-44页

作者：吴仲文代志健王兰兰张鹏程武会宾湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭411101 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

通过低C、低Mn以及微合金化方式设计了一种新的X65管线钢,与普通X65管线钢对比研究其力学性能和其在超临界CO_(2)环境下的腐蚀行为。结果表明:两种材料组织以多边形铁素体、针状铁素体为主,新设计的材料晶粒尺寸较小。两种材料的-80益... 详细信息

通过低C、低Mn以及微合金化方式设计了一种新的X65管线钢,与普通X65管线钢对比研究其力学性能和其在超临界CO_(2)环境下的腐蚀行为。结果表明:两种材料组织以多边形铁素体、针状铁素体为主,新设计的材料晶粒尺寸较小。两种材料的-80益冲击功在350 J以上,满足超临界CO_(2)输送环境下的低温韧性,力学性能无明显差异;但在35益、14.5 MPa,转速为200 r/min的水饱和超临界CO_(2)环境下的腐蚀差异明显,X65、X65-1腐蚀减薄速率分别为3.16 mm/a、2.34 mm/a,新设计管线钢的耐蚀能力为普通X65管线钢的1.35倍。Cr元素主要以Cr_(2)O_(3)和Cr(OH)_(3)存在,阻止腐蚀性离子进入保护基体,提高其耐蚀能力。

关键词：管线钢 X65 超临界 CO_(2) 腐蚀低温韧性

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硫化氢环境中X80管线钢焊接粗晶热影响区的断裂韧性

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焊接 2025年第1期 40-45页

作者：于洋高志伟龚宝明邓彩艳刘锦苏显栋鞍钢集团钢铁研究院海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114000 天津职业技术师范大学汽车模具智能制造技术国家地方联合工程实验室天津300222 天津大学天津300072

【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了... 详细信息

【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了H_(2)S环境对CGHAZ断裂韧性的影响机制。【结果】结果表明,CGHAZ在H_(2)S介质中的断裂韧性发生了明显降低,其CTOD平均值由0.335mm降低至0.093mm,降低了约72%。CGHAZ在空气环境中的断口形貌主要为韧窝特征,而H_(2)S环境中的断口主要是韧窝和准解理面共存的混合断裂特征。Ti-Mn-Fe的氧化物是准解理面的起裂源。【结论】氢致弱键(HEDE)和氢增强局部塑性(HELP)是造成CGHAZ在H_(2)S环境下断裂韧性降低的主要机制。

关键词：管线钢粗晶热影响区断裂韧性断裂机制

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氢对管线钢力学性能影响的研究进展

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焊管 2025年第2期48卷 1-7页

作者：张航李汝江孙少卿江渊李建一中国石油集团渤海石油装备制造有限公司天津300457 华油钢管有限公司河北青县062658 河北省高压管线螺旋焊管技术创新中心河北青县062658

在全球变暖和能源转型的背景下,氢能作为公认的清洁能源,被世界各国列入国家能源发展规划。管道输送氢气被认为是大规模输氢的最优方式,然而氢对管线钢的力学性能会产生不利影响,从而增加管道输送的安全风险。结合氢损伤机制理论,综述... 详细信息

在全球变暖和能源转型的背景下,氢能作为公认的清洁能源,被世界各国列入国家能源发展规划。管道输送氢气被认为是大规模输氢的最优方式,然而氢对管线钢的力学性能会产生不利影响,从而增加管道输送的安全风险。结合氢损伤机制理论,综述了国内外管线钢在掺氢环境和纯氢环境中的抗拉强度、延伸率、断裂韧度、疲劳寿命等力学性能变化的研究进展。在此基础之上,对输氢管线钢的研究方向进行了总结与展望,以期为输氢管道的研究和技术突破提供参考。

关键词：输氢管道力学性能管线钢氢损伤机理

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原位观察技术在高钢级管线钢微观组织研究中的应用

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石油管材与仪器 2025年第1期11卷 40-46页

作者：陈越峰杨耀彬何小东齐丽华 David Han 张洪杰张勇军中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室陕西西安710077 国际焊接研究中心陕西西安710077 陕西午禾科技有限责任公司陕西西安710075

介绍了超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)的工作原理,并利用HT-CLSM实现了高钢级管线钢微观组织转变的原位观察。首先,选用不同合金成分体系的X70和X80管线钢作为研究对象,在模拟手工电弧焊焊接工艺下实现了微观组织变化的实时观察,直观... 详细信息

介绍了超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)的工作原理,并利用HT-CLSM实现了高钢级管线钢微观组织转变的原位观察。首先,选用不同合金成分体系的X70和X80管线钢作为研究对象,在模拟手工电弧焊焊接工艺下实现了微观组织变化的实时观察,直观展现了贝氏体相变过程,并分析了合金元素对贝氏体相变前晶粒尺寸的影响。其次,在管线钢TMCP成型保温过程中,研究了不同合金元素对X80管线钢晶粒尺寸的影响。最后,在模拟手工电弧焊焊接和熔化极气体保护自动焊焊接工艺下研究了不同冷速对X80管线钢贝氏体相变的影响。HT-CLSM可以为管线钢的合金成分设计以及生产工艺、焊接工艺的研究提供原位观察方法。

关键词：超高温激光共聚焦显微镜管线钢微观组织相变合金元素

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