请教关于氢脆的问题

macxt2010

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?

落叶

你可进行消氢处理嘛，是会氢脆额，只是程度不同

macxt2010

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

chenhaijunsjy

不太了解,请解释

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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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