机械工程材料

作者：朱世东, 李亚龙, 曹鹏程, 廖永刚, 曹峰, 李光

关键词：天然气掺氢输送, 管线钢, 氢脆敏感性, 氢脆机理, 合金元素

天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部，导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂，其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感性的变化规律与机制。探究现役天然气长输管道与氢气环境相容性特征，对预防和控制氢脆的发生、保障掺氢管道的安全运行具有重要意义。简述了在天然气掺氢输送过程中氢的来源及其渗透过程，概述了氢脆机理的主要发展历程，重点分析了管道内外缺陷、服役环境（氢浓度、温度、应力状态）以及合金元素（铜、钒、钼、铌）等因素对管线钢氢脆敏感性的影响，最后对天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性的研究方向进行了展望。

来源：2025年第6期

《机械工程材料》期刊编辑部

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