试验与研究第46卷第3期2023年3月Vol.46No.3Mar.2023HANGUAN焊管WELDEDPIPEANDTUBEX80管线钢与氢环境相容性试验研究*张伟卫1，2，谢萍3，封辉2，陈越峰2，高雄雄2（1.西安建筑科技大学，西安710055；2.中国石油集团工程材料研究院有限公司石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室，西安710077；3.国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司，乌鲁木齐830000）摘要：针对在高压气相氢环境下开展的X80管线钢慢应变速率拉伸试验、断裂韧性试验、疲劳裂纹扩展速率试验，分析了不同氢分压对X80管线钢力学性能、疲劳性能及断口形貌的影响规律。研究结果表明，氢分压是影响材料氢脆和疲劳性能的重要因素，随着氢分压的增加，X80管线钢的氢脆敏感性显著增大，缺口疲劳试样的疲劳循环次数显著降低，断口韧窝间出现典型的具有小平面和撕裂棱的准解理特征脆性断裂形貌，疲劳裂纹扩展速率急剧增加，增加了管道失效风险。研究结果可为高强度输送掺氢天然气管道工程临界评估提供参考。关键词：X80管线钢；断裂；疲劳；氢分压；氢脆中图分类号：TG174.3文献标识码：ADOI:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.03.001StudyonCompatibilityofX80PipelineSteelwithHydrogenEnvironmentZHANGWeiwei1,2,XIEPing3,FENGHui2,CHENYuefeng2,GAOXiongxiong2(1.Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi'an710055,China;2.StateKeyLaboratoryofServiceBehaviorandStructureSafetyforPetroleumTubularGoodsandEquipmentMaterials,CNPCTubularGoodsResearchInstitute,Xi'an710077,China;3.PipechinaWestPipelineCompany,Urumqi830000,China)Abstract:Basedontheslowstrainratetensiletest,fracturetoughnesstestandfatiguecrackgrowthratetestofX80pipelinesteelunderhighpressurevaporphasehydrogenenvironment,theinfluenceofdifferenthydrogenpartialpressureonthemechanicalproperties,fatiguepropertiesandfracturemorphologyofX80pipelinesteelwasanalyzed.Theresultsshowthatthehydrogenpartialpressureisanimportantfactoraffectingthehydrogenembrittlementandfatiguepropertiesofthematerial.Asthehydrogenpartialpressureincreases,thehydrogenembrittlementsensitivityofX80pipelinesteelgraduallyincreases,andthenumberoffatiguecyclesofnotchedfatiguespecimensdecreasessignificantly.Typicalquasi⁃dissolutioncharacteristicbrittlefracturemor...
