2氢气含量对X80管线钢断裂韧性和缺陷容限的影响

摘要

氢气的存在会劣化金属材料的力学性能,导致材料发生氢脆断裂,严重影响含氢天然气输送管线的安全输送,为此本文开展X80管线钢在含氢环境中的断裂韧性试验,通过对比无氢环境,评定氢气的存在对X80管线钢断裂韧性和缺陷容限的影响规律,利用扫描电镜对断口进行观察分析,判断其在不同条件下的断裂模式。结果表明,在12 MPa的输送压力环境中掺入2%H_(2),X80管线钢的断裂韧性比氮气环境有一定程度的下降,X80管线钢在氮气中的裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)值为0.42 mm,在氢气中的值为0.33 mm,2%H_(2)使X80的断裂韧性下降21.42%,相应地氢气降低了管线钢允许的缺陷尺寸。从断口的形貌来看,氢气并没有改变材料的断裂模式,仍表现出明显的韧性断裂的特征,但局部有少量微裂纹存在。