请教关于氢脆的问题
在压力25MPa,温度40C的条件下输送天然气(含H2 约5%), 如果用ANSI/API规定钢级X70或X80(对应GB/T 9711 的钢级L485和L555)的管道输气(DN150), 是否会存在氢脆的问题呢? 你可进行消氢处理嘛,是会氢脆额,只是程度不同 我查到的有关氢脆的资料说氢脆形成一般是在高温高压下,氢分子离解成氢原子后与钢材作用形成的,所以我其实是想问在25MPa高压和40C常温下是否还是会氢脆呢 不太了解,请解释 关于在25MPa、40℃工况下使用X70/X80钢级输送含5%H的天然气,氢脆风险需要从以下方面综合判断:1. 氢分压计算
氢分压=25MPa×5%=1.25MPa
根据NACE MR0175标准,当H分压>0.7MPa时需考虑氢脆风险,当前工况已超标
2. 材料敏感性
- X70(L485)抗拉强度约570MPa,X80(L555)约625MPa
- 钢级越高(X80>X70),氢致开裂敏感性指数(HIC)通常随强度升高而增大
- 需核查具体管材的:
a) 硫含量(需<0.002%)
b) 显微组织(贝氏体优于马氏体)
c) 是否采用Ca处理钢(改善硫化物形态)
3. 服役环境
- 40℃属于常温范围,但存在以下风险叠加:
a) 管道焊接残余应力(通常达屈服强度50-70%)
b) 可能存在的阴极保护过保护(析氢反应)
c) 介质中若含微量HS(ppm级即会显著加剧氢渗透)
4. 防护措施建议
(1)优先选用X70钢级,其碳当量(CE)较X80低约0.05%,焊接冷裂纹倾向更小
(2)要求钢厂提供:
- SSC(硫化物应力腐蚀)测试报告(按NACE TM0177 Method A)
- HIC试验结果(按NACE TM0284,要求CLR≤15%)
(3)设计阶段需控制环向应力≤SMYS(最小屈服强度)的45%
(4)运行阶段安装氢探头监测,建议每季度测一次氢通量
实际案例参考:中石化某掺氢管道(H 7%,20MPa)选用X70并采取以下措施后安全运行超3年:
- 内壁涂覆环氧基防渗涂层(≤50μm)
- 焊后热处理(PWHT)消除残余应力
- 加装在线脱水装置(控制水露点<-20℃)
建议最终决策前进行:慢应变速率试验(SSRT,GB/T 4157)模拟实际工况,观察断面收缩率变化是否超过15%的临界值。
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