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當(dāng)管道暴露在酸性或富含H2S氣體的濕潤(rùn)環(huán)境中，因腐蝕生成的氫會(huì)滲入鋼基體中，并在鋼中缺陷部位聚集，隨時(shí)間積累，從而使鋼表面形成階梯狀裂紋擴(kuò)展，這種因氫而引起的延遲開裂稱為氫致開裂(HydrogenInducedCracking)。

目前，我國(guó)輸油、氣管道服役條件很多為潮濕環(huán)境，且輸送介質(zhì)含H2S和酸性物質(zhì)較多。管線鋼內(nèi)易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從陰極析出氫原子，氫原子在H2s的催化下進(jìn)入鋼中。腐蝕生成的氫原子進(jìn)入鋼中，富集在夾雜物或偏析帶周圍，當(dāng)氫原子結(jié)合成氫分子時(shí)，可產(chǎn)生很大的壓力，萌生裂紋。

SSC是油氣管線一種極為隱蔽的局部腐蝕形式，事故前沒有任何預(yù)兆，一旦發(fā)生便會(huì)造成災(zāi)難性事故。 輸送酸性油氣時(shí)，管道內(nèi)部接觸H2S和CO2，在應(yīng)力和H2S等腐蝕介質(zhì)的共同作用下，發(fā)生與應(yīng)力方向垂直的腐蝕，斷裂時(shí)應(yīng)力遠(yuǎn)低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，斷口為脆性。

SSC主要見于高強(qiáng)度、高內(nèi)應(yīng)力鋼構(gòu)件及硬焊縫;HIC常見于低、中強(qiáng)度管線上。鋼的強(qiáng)度越高，越易發(fā)生SSC。 HIC和SSC都與氫的擴(kuò)散和富集有關(guān)，可以歸結(jié)于氫脆引起的開裂。

1、成因

世界各地不斷出現(xiàn)相關(guān)報(bào)道，管道發(fā)生的多起失效事故中多數(shù)是由應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)和氫損傷引起的。而現(xiàn)在大量研究表明氫會(huì)促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開裂的發(fā)生，氫致開裂為一種隱蔽性高、危害性極大的環(huán)境致裂形式。

引起管線鋼氫致開裂的氫有兩種來源，一種來自于內(nèi)氫，即氫是在冶金制作階段遺留在管道中;一種是來自外氫，由于管道表面與腐蝕環(huán)境接觸，電離出的氫離子在得到電子后轉(zhuǎn)變成氫原子滲透到鋼中。管線鋼中微空隙、位錯(cuò)、偏析物及非金屬夾雜等是氫陷阱，在氫擴(kuò)散過程中將氫捕獲，進(jìn)而為氫致開裂的發(fā)生創(chuàng)造條件。

2、控制措施

氫致開裂作為危害極大的氫損傷模式，影響因素主要有材料因素、應(yīng)力因素和環(huán)境因素。材料因素有鋼的顯微組織、化學(xué)成分和夾雜物等;應(yīng)力影響因素主要是各種殘余應(yīng)力及外加應(yīng)力;環(huán)境因素有接觸的介質(zhì)壓力、成分、溫度以及載荷特點(diǎn)等。

管線鋼發(fā)生HIC開裂主要受鋼的材料因素、應(yīng)力因素和服役環(huán)境影響，這就需要在整個(gè)加工過程中采用科學(xué)合理的熱處理措施，盡可能使生成的顯微組織均勻分布，減少鋼中各類偏析物及非金屬夾雜物，并減少鋼中殘余應(yīng)力，還要在實(shí)際環(huán)境中采取必要措施，有效降低鋼的HIC敏感性。

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