天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性研究进展

朱世东1, 2，李亚龙1，曹鹏程3，廖永刚3，曹峰4，李光1（1.西安石油大学材料科学与工程学院，油气田腐蚀防护与新材料陕西省高等学校重点实验室；2.西安石油大学陕西省油气田环境污染控制技术与储层保护重点实验室；3.中国石油长庆油田分公司第十采油厂；4.中国石油集团工程材料研究院有限公司，西安三环石油管材科技有限公司）

摘要：天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部，导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂，其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感性的变化规律与机制。探究现役天然气长输管道与氢气环境相容性特征，对预防和控制氢脆的发生、保障掺氢管道的安全运行具有重要意义。简述了在天然气掺氢输送过程中氢的来源及其渗透过程，概述了氢脆机理的主要发展历程，重点分析了管道内外缺陷、服役环境（氢浓度、温度、应力状态）以及合金元素（铜、钒、钼、铌）等因素对管线钢氢脆敏感性的影响，最后对天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性的研究方向进行了展望。

关键词：天然气掺氢输送；管线钢；氢脆敏感性；氢脆机理；合金元素