При эксплуатации водородонасыщенных труб наблюдается хрупкость трубопроводного материала, вызванная внешними нагрузками, что ведет к отказу трубопровода. Для этого была создана экспериментальная платформа, способная проводить тестирование характеристик проникновения водорода и деградации водородной хрупкости. При фиксированной концентрации водорода 30% путем регулирования общего давления системы (2 ~ 10 МПа) и изменения парциального давления водорода (0,6 ~ 3,0 МПа) исследовались изменения механических свойств стального трубопровода X80 в среде с различным парциальным давлением водорода, определялась безопасность транспортировки водорода и порог парциального давления. Результаты показали, что повышение парциального давления водорода приводит к нелинейному увеличению накопления атомарного водорода в материале, что усиливает водородное повреждение и ускоряет появление его признаков; наличие зарубок дополнительно усиливает проявления повреждений. Кроме того, на основе количественного анализа повреждений водородом была разработана формула прогнозирования снижения механических свойств материала в зависимости от накопления атомарного водорода, что заложило основу для оценки безопасности водородонасыщенных труб. Также на микроскопическом уровне изучена смена механизма разрушения материала в среде с водородом, выявлено, что водородная хрупкость вблизи дефектов проявляется ярче.

трубопровод;водородная транспортировка;водородная хрупкость;концентрация водорода;оценка пригодности