Research status and development trend of hydrogen energy industry chain and the storage and transportation technologies
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2022
... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
氢能产业链及储运技术研究现状与发展趋势
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2022
... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
Research progresses on pipeline transportation of hydrogen-blended natural gas
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2021
... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
掺氢天然气管道输送研究进展
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2021
... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
Hydrogen energy industry development medium and long-term plan
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... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
氢能产业发展中长期规划
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... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
Current status and analysis of the development of pure hydrogen pipeline hydrogen transmission technology
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2024
... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
纯氢管道输氢技术发展现状与分析
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2024
... 氢能是我国能源低碳转型的重要载体，是应对温室气候变化和环境污染的重要举措，能够有效支持风能、太阳能等可再生能源的使用，平衡能源供应的波动[1,2].2022年3月，国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》[3]，其中明确指出到2035年，形成交通、储能、工业等领域的多元氢能产业生态.目前我国年产氢量为3300万吨，在氢能“制-储-输-用”全产业链中，储运成本约占到总成本的30%~40%，缺乏安全高效的输送方式是目前限制我国氢能产业快速发展的主要问题[4]. ...
Key safety technologies and advances in long-distance pipeline transportation of hydrogen blended natural gas
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2023
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
掺氢天然气长距离管道输送安全关键技术与进展
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2023
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Thermodynamics of spontaneous dissociation and dissociative adsorption of hydrogen molecules and hydrogen atom adsorption and absorption on steel under pipelining conditions
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2021
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Research progress on hydrogen damage mechanism of pipeline steel in contact with hydrogen environment
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2024
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
临氢环境下管线钢氢损伤机理研究进展
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2024
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Research status-in-situ and key challenges in pipeline transportation of hydrogen-natural gas mixtures
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2021
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
掺氢天然气管道输送研究进展和挑战
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2021
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Application of line pipe and hot induction bends in hydrogen gas
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2022
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
The influence of chemical composition and microstructure of API linepipe steels on hydrogen induced cracking and sulfide stress corrosion cracking
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2003
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Essence and gap analysis for hydrogen embrittlement of pipelines in high-pressure hydrogen environments
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2023
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
高压氢气管道氢脆问题明晰
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2023
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Synergic effects of temperature and pressure on the hydrogen diffusion and dissolution behaviour of X80 pipeline steel
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2024
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Study on the mechanical properties of X80 pipeline steel under pre-charged high-pressure gaseous hydrogen
1
2024
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Effects of plastic deformation on hydrogen trapping and hydrogen distribution in X80 pipeline steel
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2024
... 目前，利用现有的天然气管道进行掺氢输送是最为经济的方式，在全球范围内已达成共识[5].与天然气分子相比，氢原子小的特性使其具有高扩散性和渗透性[6,7]，这将导致长输过程中氢气可能会使管道发生氢脆现象，从而影响管输系统的安全性和稳定性[8].其中氢脆分为两种，分别为气相氢脆[9]和电化学氢脆[10].Frank[11]针对氢在金属表面的吸附、解离行为与氢原子在金属基体内的吸收、扩散行为，利用充氢试验和模拟计算协同阐明了离子氢和气相氢两种氢脆存在差异，明确指出两种氢对金属表面的作用机理不同，且气态氢更接近于氢能储运设施和输送管道的实际服役工况.Gao等[12]考虑到捕集效应引起的非线性氢分布，开发了一种计算表面氢浓度的方法，并通过TDS实验进行了验证.Wu等[13]对预充氢后的X80管线钢进行力学行为研究，结果表明在预充氢条件下，最主要的氢增强机制是氢增强局部塑性(HELP)介导的氢增强局部塑性氢增强脱粘机制(HEDE).Shang等[14]对X80管线钢进行氢渗透和氢分布测试，结果表明塑性变形产生的位错陷阱结合能为28.30∼33.84 kJ/mol，随着应变的增加而增加.随着材料变形的增加，位错陷阱的数量以及位错中捕获的氢也随之增加，从而导致应变试样中氢含量增加，通过有限元计算出位错陷阱的结合能对计算出的试样中最大氢浓度有显著影响.塑性变形阶段位错捕获的氢主导了X80管线钢中的最大总氢浓度，该浓度始终位于最大应变区域，并随着应变和氢捕获结合能的增加而增加. ...
Development status and analysis of long-distance hydrogen pipeline at home and abroad
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2019
... 欧洲、美国和日本等地区已经在输氢管道建设和技术研发取得显著的成果.1938年，德国建设了第一条总里程数为215 km输氢管道[15]，截至目前，全球输氢管道总里程数已超过4600 km，最大运行压力可达5.5~10.3 MPa，主要材质为X52等低钢级管线钢.其中，美国的总里程数超过2600 km，欧洲总里程已超过1770 km[16]，日本、荷兰、澳大利亚等国总里程数约为190 km.国外针对掺氢输送开展了较多示范项目，掺氢比例在2%至20%之间，明确了天然气掺氢输送的可行性.国内目前已建成氢气输送管道约100 km，包括济源-洛阳、金陵-扬子等氢气管道，输送压力低于4 MPa，主要参照国外氢气管道标准建设，管道材质为L245或20#钢.但我国天然气长输管道大多为X80管线钢，服役工况复杂，且国内掺氢项目大多处于试验验证阶段，国家电投、深圳燃气等单位开展了低压天然气管道掺氢试验平台建设及应用研究，长庆油田等单位正在开展6 MPa以上掺氢管道试验平台研究工作.因此应尽快阐明X80管线钢在掺氢工况下的氢损伤行为，完善不同工况下管材的力学性能数据积累，确定管道安全临界限值，对稳步提升掺氢比例、推动我国输氢管道建设具有重要意义. ...
国内外氢气长输管道发展现状及分析
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2019
... 欧洲、美国和日本等地区已经在输氢管道建设和技术研发取得显著的成果.1938年，德国建设了第一条总里程数为215 km输氢管道[15]，截至目前，全球输氢管道总里程数已超过4600 km，最大运行压力可达5.5~10.3 MPa，主要材质为X52等低钢级管线钢.其中，美国的总里程数超过2600 km，欧洲总里程已超过1770 km[16]，日本、荷兰、澳大利亚等国总里程数约为190 km.国外针对掺氢输送开展了较多示范项目，掺氢比例在2%至20%之间，明确了天然气掺氢输送的可行性.国内目前已建成氢气输送管道约100 km，包括济源-洛阳、金陵-扬子等氢气管道，输送压力低于4 MPa，主要参照国外氢气管道标准建设，管道材质为L245或20#钢.但我国天然气长输管道大多为X80管线钢，服役工况复杂，且国内掺氢项目大多处于试验验证阶段，国家电投、深圳燃气等单位开展了低压天然气管道掺氢试验平台建设及应用研究，长庆油田等单位正在开展6 MPa以上掺氢管道试验平台研究工作.因此应尽快阐明X80管线钢在掺氢工况下的氢损伤行为，完善不同工况下管材的力学性能数据积累，确定管道安全临界限值，对稳步提升掺氢比例、推动我国输氢管道建设具有重要意义. ...
A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe: COM(2020)301
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2020
... 欧洲、美国和日本等地区已经在输氢管道建设和技术研发取得显著的成果.1938年，德国建设了第一条总里程数为215 km输氢管道[15]，截至目前，全球输氢管道总里程数已超过4600 km，最大运行压力可达5.5~10.3 MPa，主要材质为X52等低钢级管线钢.其中，美国的总里程数超过2600 km，欧洲总里程已超过1770 km[16]，日本、荷兰、澳大利亚等国总里程数约为190 km.国外针对掺氢输送开展了较多示范项目，掺氢比例在2%至20%之间，明确了天然气掺氢输送的可行性.国内目前已建成氢气输送管道约100 km，包括济源-洛阳、金陵-扬子等氢气管道，输送压力低于4 MPa，主要参照国外氢气管道标准建设，管道材质为L245或20#钢.但我国天然气长输管道大多为X80管线钢，服役工况复杂，且国内掺氢项目大多处于试验验证阶段，国家电投、深圳燃气等单位开展了低压天然气管道掺氢试验平台建设及应用研究，长庆油田等单位正在开展6 MPa以上掺氢管道试验平台研究工作.因此应尽快阐明X80管线钢在掺氢工况下的氢损伤行为，完善不同工况下管材的力学性能数据积累，确定管道安全临界限值，对稳步提升掺氢比例、推动我国输氢管道建设具有重要意义. ...
Research progress on hydrogen permeability behavior of pipeline steel
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2023
... 目前进行氢脆研究主要有以下几个方面：材料在氢气环境下的力学行为、断口形貌分析、氢渗透行为、氢含量测试以及多尺度模拟，其中多尺度模拟包括有限元分析、分子动力学模拟、第一性原理计算等.目前，很多学者开展气相掺氢试验研究和文献综述[17~23]，其中，Meng等[24]探究了X80管线钢在最高掺氢比为50%条件下的氢损伤研究，研究表明X80管线钢在掺氢条件下容易发生氢致脆性，而且氢致脆性随氢气分压的增加而增加.但温度和掺氢比对气相氢损伤的研究较少.本文采用高温高压气相氢慢速率拉伸机、高温高压气相氢渗透装置和氢含量测试仪，结合目前国内实际天然气管道的服役工况，进行X80管线钢在总压为6 MPa、掺氢比为10%、30%、50%条件下力学性能、气相氢渗透行为和氢含量测试，探究不同掺氢比对X80管线钢氢损伤的影响. ...
管线钢氢渗透行为的研究进展
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2023
... 目前进行氢脆研究主要有以下几个方面：材料在氢气环境下的力学行为、断口形貌分析、氢渗透行为、氢含量测试以及多尺度模拟，其中多尺度模拟包括有限元分析、分子动力学模拟、第一性原理计算等.目前，很多学者开展气相掺氢试验研究和文献综述[17~23]，其中，Meng等[24]探究了X80管线钢在最高掺氢比为50%条件下的氢损伤研究，研究表明X80管线钢在掺氢条件下容易发生氢致脆性，而且氢致脆性随氢气分压的增加而增加.但温度和掺氢比对气相氢损伤的研究较少.本文采用高温高压气相氢慢速率拉伸机、高温高压气相氢渗透装置和氢含量测试仪，结合目前国内实际天然气管道的服役工况，进行X80管线钢在总压为6 MPa、掺氢比为10%、30%、50%条件下力学性能、气相氢渗透行为和氢含量测试，探究不同掺氢比对X80管线钢氢损伤的影响. ...
Research on hydrogen embrittlement behavior of X52 pipeline steel for hydrogen doped natural gas transportation
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2024
掺氢天然气输送用X52管线钢的氢脆行为研究
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2024
Experimental study on the temperature dependence of gaseous hydrogen permeation and hydrogen embrittlement susceptibility of X52 pipeline steel
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2024
Influence of hydrogen in natural gas mixed hydrogen environment on mechanical properties of X80 pipeline steel
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2024
Simulation of hydrogen distribution in pipeline with double corrosion defects
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2024
Effect of hydrogen injection into natural gas on the mechanical strength of natural gas pipelines during transportation
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2014
Research progress of detection techniques for permeated hydrogen
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2023
... 目前进行氢脆研究主要有以下几个方面：材料在氢气环境下的力学行为、断口形貌分析、氢渗透行为、氢含量测试以及多尺度模拟，其中多尺度模拟包括有限元分析、分子动力学模拟、第一性原理计算等.目前，很多学者开展气相掺氢试验研究和文献综述[17~23]，其中，Meng等[24]探究了X80管线钢在最高掺氢比为50%条件下的氢损伤研究，研究表明X80管线钢在掺氢条件下容易发生氢致脆性，而且氢致脆性随氢气分压的增加而增加.但温度和掺氢比对气相氢损伤的研究较少.本文采用高温高压气相氢慢速率拉伸机、高温高压气相氢渗透装置和氢含量测试仪，结合目前国内实际天然气管道的服役工况，进行X80管线钢在总压为6 MPa、掺氢比为10%、30%、50%条件下力学性能、气相氢渗透行为和氢含量测试，探究不同掺氢比对X80管线钢氢损伤的影响. ...
渗透氢检测方法研究进展
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2023
... 目前进行氢脆研究主要有以下几个方面：材料在氢气环境下的力学行为、断口形貌分析、氢渗透行为、氢含量测试以及多尺度模拟，其中多尺度模拟包括有限元分析、分子动力学模拟、第一性原理计算等.目前，很多学者开展气相掺氢试验研究和文献综述[17~23]，其中，Meng等[24]探究了X80管线钢在最高掺氢比为50%条件下的氢损伤研究，研究表明X80管线钢在掺氢条件下容易发生氢致脆性，而且氢致脆性随氢气分压的增加而增加.但温度和掺氢比对气相氢损伤的研究较少.本文采用高温高压气相氢慢速率拉伸机、高温高压气相氢渗透装置和氢含量测试仪，结合目前国内实际天然气管道的服役工况，进行X80管线钢在总压为6 MPa、掺氢比为10%、30%、50%条件下力学性能、气相氢渗透行为和氢含量测试，探究不同掺氢比对X80管线钢氢损伤的影响. ...
Hydrogen effects on X80 pipeline steel in high-pressure natural gas/hydrogen mixtures
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2017
... 目前进行氢脆研究主要有以下几个方面：材料在氢气环境下的力学行为、断口形貌分析、氢渗透行为、氢含量测试以及多尺度模拟，其中多尺度模拟包括有限元分析、分子动力学模拟、第一性原理计算等.目前，很多学者开展气相掺氢试验研究和文献综述[17~23]，其中，Meng等[24]探究了X80管线钢在最高掺氢比为50%条件下的氢损伤研究，研究表明X80管线钢在掺氢条件下容易发生氢致脆性，而且氢致脆性随氢气分压的增加而增加.但温度和掺氢比对气相氢损伤的研究较少.本文采用高温高压气相氢慢速率拉伸机、高温高压气相氢渗透装置和氢含量测试仪，结合目前国内实际天然气管道的服役工况，进行X80管线钢在总压为6 MPa、掺氢比为10%、30%、50%条件下力学性能、气相氢渗透行为和氢含量测试，探究不同掺氢比对X80管线钢氢损伤的影响. ...
Microstructures and hydrogen permeation characteristics of Nb-Ti-Ni alloys
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2008
... 采用自组装的高温高压气相氢渗透装置进行实验.将试样夹在高压管路内，并将高压管路置于加热炉内.充氢端为高压氢气和甲烷，以模拟掺氢管道真实气氛；测氢端为四极杆质谱仪和精密度为10-5 kPa的压力传感器，以测定从充氢端渗透的氢气.将X80管线钢切割成直径20 mm、厚度2 mm的圆形薄片试样，使用SiC砂纸打磨至2500#、机械和电解抛光，去除表面残余应力，处理完后使用酒精冲洗3次，风干后放入干燥箱备用.实验前将设备管路及腔体抽高真空，并使用氦气捡漏，在充氢端使用氢气和甲烷分别吹扫，排除其他杂质气体成分对实验结果的影响.实验总压力为6 MPa，通入不同掺氢比的混合气体(甲烷和氢气)于混合罐内混合，待混合罐内压力传感器示数稳定后将掺氢混合气体通入充氢端腔体，达到实验压力后开始实验，采用四极质谱仪(PrismaPro)检测并记录氢渗透速率Q(mol/s)随时间变化.根据样品有效渗透面积，计算样品的氢渗透流量J(mol／(m2·s)).根据Sievert定律[25]，氢渗透系数可表示为： ...
Nb-Ti-Ni合金的显微组织与氢渗透性能
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2008
... 采用自组装的高温高压气相氢渗透装置进行实验.将试样夹在高压管路内，并将高压管路置于加热炉内.充氢端为高压氢气和甲烷，以模拟掺氢管道真实气氛；测氢端为四极杆质谱仪和精密度为10-5 kPa的压力传感器，以测定从充氢端渗透的氢气.将X80管线钢切割成直径20 mm、厚度2 mm的圆形薄片试样，使用SiC砂纸打磨至2500#、机械和电解抛光，去除表面残余应力，处理完后使用酒精冲洗3次，风干后放入干燥箱备用.实验前将设备管路及腔体抽高真空，并使用氦气捡漏，在充氢端使用氢气和甲烷分别吹扫，排除其他杂质气体成分对实验结果的影响.实验总压力为6 MPa，通入不同掺氢比的混合气体(甲烷和氢气)于混合罐内混合，待混合罐内压力传感器示数稳定后将掺氢混合气体通入充氢端腔体，达到实验压力后开始实验，采用四极质谱仪(PrismaPro)检测并记录氢渗透速率Q(mol/s)随时间变化.根据样品有效渗透面积，计算样品的氢渗透流量J(mol／(m2·s)).根据Sievert定律[25]，氢渗透系数可表示为： ...
Effects of CH4 and CO on hydrogen embrittlement susceptibility of X80 pipeline steel in hydrogen blended natural gas
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2023
... 不同掺氢比环境下X80管线钢的应力-应变曲线如图3所示，表1为图3对应不同掺氢比环境下试样的屈服强度、抗拉强度、断后延伸率和氢脆敏感指数.可以看出，随着掺氢比的不断增大，试样的屈服强度变化不大、抗拉强度略微降低、断后延伸率均减小、氢脆敏感性增大，其中断后延伸率较空气环境中分别降低了1.11%、1.74%、5.28%.这是因为屈服强度主要受位错滑移的影响，氢原子在较低应力作用下一般通过扩散进入晶格，并不会改变位错运动.氢的扩散通常集中在位错、晶界等陷阱处，而抗拉强度降低是由于在高应力作用下，氢渗入降低晶格原子间键合力，促进位错产生和运动，使材料抗塑性变形能力降低，与Liu的研究结果一致[26].当掺氢比为50%时，X80管线钢的氢脆敏感性为22.6%. ...
Review of studies on metal hydrogen permeation
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2019
... 不同掺氢比条件下气相氢渗透曲线如图5所示，测氢端氢气的信号随着掺氢比的升高而增大.开始测试时，材料的氢气信号快速增长，随后增速降低，最后趋于一个稳定值，此时氢渗透达到平衡.根据 式(3)和(4)计算得到掺氢比为10%、30%、50%时材料的气相氢渗透的动力学参数如表2所示.氢在材料中行为受到多方面的因素影响，分为材料本身特征和环境因素，其中材料本身特征为表面粗糙度，组织均匀性等.本次实验前对试样进行打磨抛光处理，且金相组织均匀，故氢扩散行为结果的差异性与环境因素有关.随着掺氢比的增大，氢渗透系数Φ增大，氢扩散系数D变化不大.因此掺氢比对氢渗透系数Φ有影响，对氢扩散系数D影响不大.氢渗透系数和扩散系数的大小与金属中氢陷阱的数量和氢原子和氢陷阱结合能的大小成正比[27,28]，氢被氢陷阱捕获后，其余的氢则从晶格间隙中扩散，但是只有在氢原子获得激活能后才能从金属中溢出.因此，为了得到氢在X80管线钢的渗透激活能ΔHP和扩散激活能ΔHD，设计掺氢比为10%，分别在298、323、348和373 K下进行氢渗透实验，实验结果如图6所示，根据 式(5)和(6)计算出相关动力学参数如表3所示，当温度在298 K至373 K范围内时，X80管线钢的氢扩散激活能ΔHD和渗透激活能ΔHP分别为1.56和11.25 kJ/mol.根据Arrhenius关系方程，可以计算该X80管线钢在298~373 K之间的任意温度的氢扩散系数和氢渗透系数.随着温度升高，氢原子获得更多的能量，更容易克服扩散过程中的能量势垒，扩散速率显著提高.这导致氢在钢中的扩散路径更加复杂，氢原子能够更快地到达位错、晶界等陷阱处，导致局部氢浓度增大从而影响材料的氢脆敏感系数[29].高掺氢比会加速材料中氢陷阱的饱和，特别是当温度升高后，氢的扩散行为更加剧了局部氢原子的聚集，导致更明显的氢脆现象. ...
金属氢渗透研究综述
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2019
... 不同掺氢比条件下气相氢渗透曲线如图5所示，测氢端氢气的信号随着掺氢比的升高而增大.开始测试时，材料的氢气信号快速增长，随后增速降低，最后趋于一个稳定值，此时氢渗透达到平衡.根据 式(3)和(4)计算得到掺氢比为10%、30%、50%时材料的气相氢渗透的动力学参数如表2所示.氢在材料中行为受到多方面的因素影响，分为材料本身特征和环境因素，其中材料本身特征为表面粗糙度，组织均匀性等.本次实验前对试样进行打磨抛光处理，且金相组织均匀，故氢扩散行为结果的差异性与环境因素有关.随着掺氢比的增大，氢渗透系数Φ增大，氢扩散系数D变化不大.因此掺氢比对氢渗透系数Φ有影响，对氢扩散系数D影响不大.氢渗透系数和扩散系数的大小与金属中氢陷阱的数量和氢原子和氢陷阱结合能的大小成正比[27,28]，氢被氢陷阱捕获后，其余的氢则从晶格间隙中扩散，但是只有在氢原子获得激活能后才能从金属中溢出.因此，为了得到氢在X80管线钢的渗透激活能ΔHP和扩散激活能ΔHD，设计掺氢比为10%，分别在298、323、348和373 K下进行氢渗透实验，实验结果如图6所示，根据 式(5)和(6)计算出相关动力学参数如表3所示，当温度在298 K至373 K范围内时，X80管线钢的氢扩散激活能ΔHD和渗透激活能ΔHP分别为1.56和11.25 kJ/mol.根据Arrhenius关系方程，可以计算该X80管线钢在298~373 K之间的任意温度的氢扩散系数和氢渗透系数.随着温度升高，氢原子获得更多的能量，更容易克服扩散过程中的能量势垒，扩散速率显著提高.这导致氢在钢中的扩散路径更加复杂，氢原子能够更快地到达位错、晶界等陷阱处，导致局部氢浓度增大从而影响材料的氢脆敏感系数[29].高掺氢比会加速材料中氢陷阱的饱和，特别是当温度升高后，氢的扩散行为更加剧了局部氢原子的聚集，导致更明显的氢脆现象. ...
Finite element analysis of hydrogen permeation in X80 pipeline with corrosion defects under axial strain
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2024
... 不同掺氢比条件下气相氢渗透曲线如图5所示，测氢端氢气的信号随着掺氢比的升高而增大.开始测试时，材料的氢气信号快速增长，随后增速降低，最后趋于一个稳定值，此时氢渗透达到平衡.根据 式(3)和(4)计算得到掺氢比为10%、30%、50%时材料的气相氢渗透的动力学参数如表2所示.氢在材料中行为受到多方面的因素影响，分为材料本身特征和环境因素，其中材料本身特征为表面粗糙度，组织均匀性等.本次实验前对试样进行打磨抛光处理，且金相组织均匀，故氢扩散行为结果的差异性与环境因素有关.随着掺氢比的增大，氢渗透系数Φ增大，氢扩散系数D变化不大.因此掺氢比对氢渗透系数Φ有影响，对氢扩散系数D影响不大.氢渗透系数和扩散系数的大小与金属中氢陷阱的数量和氢原子和氢陷阱结合能的大小成正比[27,28]，氢被氢陷阱捕获后，其余的氢则从晶格间隙中扩散，但是只有在氢原子获得激活能后才能从金属中溢出.因此，为了得到氢在X80管线钢的渗透激活能ΔHP和扩散激活能ΔHD，设计掺氢比为10%，分别在298、323、348和373 K下进行氢渗透实验，实验结果如图6所示，根据 式(5)和(6)计算出相关动力学参数如表3所示，当温度在298 K至373 K范围内时，X80管线钢的氢扩散激活能ΔHD和渗透激活能ΔHP分别为1.56和11.25 kJ/mol.根据Arrhenius关系方程，可以计算该X80管线钢在298~373 K之间的任意温度的氢扩散系数和氢渗透系数.随着温度升高，氢原子获得更多的能量，更容易克服扩散过程中的能量势垒，扩散速率显著提高.这导致氢在钢中的扩散路径更加复杂，氢原子能够更快地到达位错、晶界等陷阱处，导致局部氢浓度增大从而影响材料的氢脆敏感系数[29].高掺氢比会加速材料中氢陷阱的饱和，特别是当温度升高后，氢的扩散行为更加剧了局部氢原子的聚集，导致更明显的氢脆现象. ...
轴向应变作用下含腐蚀缺陷X80管道氢渗透的有限元分析
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2024
... 不同掺氢比条件下气相氢渗透曲线如图5所示，测氢端氢气的信号随着掺氢比的升高而增大.开始测试时，材料的氢气信号快速增长，随后增速降低，最后趋于一个稳定值，此时氢渗透达到平衡.根据 式(3)和(4)计算得到掺氢比为10%、30%、50%时材料的气相氢渗透的动力学参数如表2所示.氢在材料中行为受到多方面的因素影响，分为材料本身特征和环境因素，其中材料本身特征为表面粗糙度，组织均匀性等.本次实验前对试样进行打磨抛光处理，且金相组织均匀，故氢扩散行为结果的差异性与环境因素有关.随着掺氢比的增大，氢渗透系数Φ增大，氢扩散系数D变化不大.因此掺氢比对氢渗透系数Φ有影响，对氢扩散系数D影响不大.氢渗透系数和扩散系数的大小与金属中氢陷阱的数量和氢原子和氢陷阱结合能的大小成正比[27,28]，氢被氢陷阱捕获后，其余的氢则从晶格间隙中扩散，但是只有在氢原子获得激活能后才能从金属中溢出.因此，为了得到氢在X80管线钢的渗透激活能ΔHP和扩散激活能ΔHD，设计掺氢比为10%，分别在298、323、348和373 K下进行氢渗透实验，实验结果如图6所示，根据 式(5)和(6)计算出相关动力学参数如表3所示，当温度在298 K至373 K范围内时，X80管线钢的氢扩散激活能ΔHD和渗透激活能ΔHP分别为1.56和11.25 kJ/mol.根据Arrhenius关系方程，可以计算该X80管线钢在298~373 K之间的任意温度的氢扩散系数和氢渗透系数.随着温度升高，氢原子获得更多的能量，更容易克服扩散过程中的能量势垒，扩散速率显著提高.这导致氢在钢中的扩散路径更加复杂，氢原子能够更快地到达位错、晶界等陷阱处，导致局部氢浓度增大从而影响材料的氢脆敏感系数[29].高掺氢比会加速材料中氢陷阱的饱和，特别是当温度升高后，氢的扩散行为更加剧了局部氢原子的聚集，导致更明显的氢脆现象. ...
Hydrogen trapping in an API 5L X60 steel
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2012
... 不同掺氢比条件下气相氢渗透曲线如图5所示，测氢端氢气的信号随着掺氢比的升高而增大.开始测试时，材料的氢气信号快速增长，随后增速降低，最后趋于一个稳定值，此时氢渗透达到平衡.根据 式(3)和(4)计算得到掺氢比为10%、30%、50%时材料的气相氢渗透的动力学参数如表2所示.氢在材料中行为受到多方面的因素影响，分为材料本身特征和环境因素，其中材料本身特征为表面粗糙度，组织均匀性等.本次实验前对试样进行打磨抛光处理，且金相组织均匀，故氢扩散行为结果的差异性与环境因素有关.随着掺氢比的增大，氢渗透系数Φ增大，氢扩散系数D变化不大.因此掺氢比对氢渗透系数Φ有影响，对氢扩散系数D影响不大.氢渗透系数和扩散系数的大小与金属中氢陷阱的数量和氢原子和氢陷阱结合能的大小成正比[27,28]，氢被氢陷阱捕获后，其余的氢则从晶格间隙中扩散，但是只有在氢原子获得激活能后才能从金属中溢出.因此，为了得到氢在X80管线钢的渗透激活能ΔHP和扩散激活能ΔHD，设计掺氢比为10%，分别在298、323、348和373 K下进行氢渗透实验，实验结果如图6所示，根据 式(5)和(6)计算出相关动力学参数如表3所示，当温度在298 K至373 K范围内时，X80管线钢的氢扩散激活能ΔHD和渗透激活能ΔHP分别为1.56和11.25 kJ/mol.根据Arrhenius关系方程，可以计算该X80管线钢在298~373 K之间的任意温度的氢扩散系数和氢渗透系数.随着温度升高，氢原子获得更多的能量，更容易克服扩散过程中的能量势垒，扩散速率显著提高.这导致氢在钢中的扩散路径更加复杂，氢原子能够更快地到达位错、晶界等陷阱处，导致局部氢浓度增大从而影响材料的氢脆敏感系数[29].高掺氢比会加速材料中氢陷阱的饱和，特别是当温度升高后，氢的扩散行为更加剧了局部氢原子的聚集，导致更明显的氢脆现象. ...
Effect of hydrogen traps on the determination of hydrogen diffusion coefficients in hydrogen-sensitive steels
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2016
... X80管线钢的氢含量测试结果如图7所示，掺氢比为10%、30%、50%对应的氢含量分别为0.6765、0.6791、0.7761 mg·kg-1，这与慢拉伸结果一致.尽管氢含量的变化并不显著，但掺氢比越高，氢陷阱的数量和活性可能增加，这会影响材料的损伤行为.X80管线钢中的氢主要脱附的温度范围为25~200 ℃，且X80管线钢为体心立方(bcc)结构，该温度区间的峰值一般为位错、晶界等弱氢陷阱，该类陷阱在较低温度下易释放氢，图中所有掺氢比的25~200 ℃峰值都较为明显，表明氢在这些弱陷阱中的捕获和释放比较普遍.随着掺氢比的增加，25~200 ℃峰值略有增加，这说明更多的氢进入了这些弱陷阱中.弱氢陷阱在应力作用下容易释放氢，这些氢原子可能加剧局部应力集中，促进裂纹的萌生与扩展.随着掺氢比增加，这些氢陷阱可能被更多氢充满，导致更明显的脆化效应，从而影响材料的力学行为[30,31]. ...
氢陷阱对临氢钢氢扩散系数测定的影响
1
2016
... X80管线钢的氢含量测试结果如图7所示，掺氢比为10%、30%、50%对应的氢含量分别为0.6765、0.6791、0.7761 mg·kg-1，这与慢拉伸结果一致.尽管氢含量的变化并不显著，但掺氢比越高，氢陷阱的数量和活性可能增加，这会影响材料的损伤行为.X80管线钢中的氢主要脱附的温度范围为25~200 ℃，且X80管线钢为体心立方(bcc)结构，该温度区间的峰值一般为位错、晶界等弱氢陷阱，该类陷阱在较低温度下易释放氢，图中所有掺氢比的25~200 ℃峰值都较为明显，表明氢在这些弱陷阱中的捕获和释放比较普遍.随着掺氢比的增加，25~200 ℃峰值略有增加，这说明更多的氢进入了这些弱陷阱中.弱氢陷阱在应力作用下容易释放氢，这些氢原子可能加剧局部应力集中，促进裂纹的萌生与扩展.随着掺氢比增加，这些氢陷阱可能被更多氢充满，导致更明显的脆化效应，从而影响材料的力学行为[30,31]. ...
Research progress on fatigue damage of pre-charged hydrogen metals
1
2024
... X80管线钢的氢含量测试结果如图7所示，掺氢比为10%、30%、50%对应的氢含量分别为0.6765、0.6791、0.7761 mg·kg-1，这与慢拉伸结果一致.尽管氢含量的变化并不显著，但掺氢比越高，氢陷阱的数量和活性可能增加，这会影响材料的损伤行为.X80管线钢中的氢主要脱附的温度范围为25~200 ℃，且X80管线钢为体心立方(bcc)结构，该温度区间的峰值一般为位错、晶界等弱氢陷阱，该类陷阱在较低温度下易释放氢，图中所有掺氢比的25~200 ℃峰值都较为明显，表明氢在这些弱陷阱中的捕获和释放比较普遍.随着掺氢比的增加，25~200 ℃峰值略有增加，这说明更多的氢进入了这些弱陷阱中.弱氢陷阱在应力作用下容易释放氢，这些氢原子可能加剧局部应力集中，促进裂纹的萌生与扩展.随着掺氢比增加，这些氢陷阱可能被更多氢充满，导致更明显的脆化效应，从而影响材料的力学行为[30,31]. ...
预充氢金属疲劳损伤研究进展
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2024
... X80管线钢的氢含量测试结果如图7所示，掺氢比为10%、30%、50%对应的氢含量分别为0.6765、0.6791、0.7761 mg·kg-1，这与慢拉伸结果一致.尽管氢含量的变化并不显著，但掺氢比越高，氢陷阱的数量和活性可能增加，这会影响材料的损伤行为.X80管线钢中的氢主要脱附的温度范围为25~200 ℃，且X80管线钢为体心立方(bcc)结构，该温度区间的峰值一般为位错、晶界等弱氢陷阱，该类陷阱在较低温度下易释放氢，图中所有掺氢比的25~200 ℃峰值都较为明显，表明氢在这些弱陷阱中的捕获和释放比较普遍.随着掺氢比的增加，25~200 ℃峰值略有增加，这说明更多的氢进入了这些弱陷阱中.弱氢陷阱在应力作用下容易释放氢，这些氢原子可能加剧局部应力集中，促进裂纹的萌生与扩展.随着掺氢比增加，这些氢陷阱可能被更多氢充满，导致更明显的脆化效应，从而影响材料的力学行为[30,31]. ...
