应力和夹杂对车轮钢中氢鼓泡的影响

车轮钢在恒应力下充氢表面出现氢鼓泡的临界电流和无应力试样相同,恒应力下临界可扩散氢浓度C_σ~*落在无应力试样的分散带内,t检验表明应力对C_0~*没有影响．恒应力下发生氢致滞后断裂的门槛电流密度和门槛可扩散氢浓度分别为i_(th)=3 mA/cm^2和C_(th)=0．52×10^(-6),远小于出现氢鼓泡的相应值i_c=5 mA/cm^2和C_0~*=1．18×10^(-6)．无应力时,氢鼓泡并不择优沿夹杂产生；但在恒应力下,氢鼓泡择优沿长条状夹杂形核,其临界可扩散氢浓度从1．18×10^(-6)降为0．56×10^(-6)．

夹杂对氢鼓泡形成的影响

通过粘接低熔点合金后拉伸,可使纯铁表面氢鼓泡被剖开,露出内部断口形貌．扫描电镜观察和能谱分析表明,氨鼓泡是含H_2的空腔,大多数(88%)鼓泡核附近存在夹杂．这表明含H_2空腔择优在夹杂界面处形成,当鼓泡中氢压产生的应力超过原子键合力(有可能被氢降低)时,裂纹从鼓泡核壁形成,产生断裂花样,氢进入已开裂的鼓泡就使它通过裂纹扩展而不断长大,直至鼓泡破裂,内部氢压释放．

湿H_2S环境下16MnR钢氢鼓泡的有限元模拟

针对16MnR钢中MnS夹杂在湿硫化氢环境下引起环境开裂事故的无法预测性问题,采用有限元软件ABAQUS对氢向MnS夹杂扩散聚集引起氢鼓泡的行为进行有限元模拟,得到了氢质量摩尔浓度随时间的分布以及氢鼓泡形貌。预测了产生鼓泡的临界质量摩尔浓度、压力以及产生断裂失效的时间。结果表面,在湿硫化氢环境中,氢向MnS/基体界面处扩散聚集,产生巨大氢压,使材料发生塑性变形,产生氢鼓泡。带状MnS夹杂物的数量越多、夹杂物越长、氢质量摩尔浓度越高,材料产生氢鼓泡的敏感性就越大。研究结果可为服役在氢环境中的装置预测性维修提供参考。

湿H_2S环境下16MnR钢氢鼓泡的试验研究与数值模拟

采用宏观检查、光学显微镜和扫描电镜等试验方法对16MnR钢LPG球罐在湿硫化氢环境下发生的氢鼓泡进行了取样分析,结果表明,氢鼓泡的产生与钢中沿带状珠光体分布的长条型MnS夹杂物密切相关。采用有限元软件ABAQUS,开发了氢扩散的有限元计算程序和多裂纹扩展技术,对氢向MnS夹杂扩散聚集引起氢鼓泡的行为进行有限元模拟,得到了扩散氢浓度随时间的分布以及氢鼓泡形貌。MnS/基体界面处应力集中,在湿H2S环境中,氢向界面扩散聚集,产生巨大氢压,使材料发生塑性变形,产生氢鼓泡。带状MnS夹杂物的数量越多、夹杂物越长、氢浓度越高,材料产生氢鼓泡敏感性越大。

微合金化洁净车轮钢产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数

用电解充氢法研究了微合金化洁净车轮钢产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数。结果表明,洁净车轮钢的可扩散氢质量分数随充氢电流密度的增加而增加,氢鼓泡密度也随着充氢电流密度的增加而增加,试样中产生氢鼓泡的可扩散氢最低质量分数为2.22×10 6。设定氢鼓泡密度0.5cm 2≤ρ≤3cm 2为临界条件,则产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数为(3.64±0.55)×10 6。

中低碳钢氢鼓泡形成机理分析

对中低碳钢氢致开裂(HIC)试验氢鼓泡进行了解剖分析。结果表明:氢鼓泡中均发现有夹杂物,包括A类硫化锰类夹杂、B类氧化铝类夹杂和大型的D类球形夹杂,所以氢鼓泡成因与A、B、D类夹杂均有关系。普通碳钢氢鼓泡中有片状硫化锰夹杂,而低硫钢氢鼓泡中主要是氧化铝类夹杂。氢鼓泡的大小与夹杂的大小和聚集程度有关。

高含H_2S天然气集输管线氢鼓泡失效评价

针对酸性环境下硫化物造成天然气集输管线严重腐蚀开裂的失效现象,根据高含H2S天然气集输管线材质选择、力学性能、显微形貌等综合性能数据结果,对其失效行为进行深入分析和评价。结果表明,在高含H2S、CO2和水等腐蚀介质的集输管线内壁发生腐蚀失效和氢鼓泡的危险性极大,提出产生氢鼓泡现象的影响因素及其预防措施从而指导集输管线的安全运行。

球罐氢鼓泡形成原因及防护措施

对湿H_2S环境下球罐氢鼓泡的产生原因、形成过程和腐蚀状况进行了分析,指出氢鼓泡的发生一是球罐处于临氢环境,因腐蚀产生的[H]渗入到了钢中;二是容器所用的钢材存在夹杂,即有“空穴”。同时提出了具体的防护措施,如增加脱硫装置以降低H_2S的浓度,改善压力容器工况条件, 以及对焊缝部位采取喷铝措施等。

压力容器板材中氢鼓泡缺陷的超声Lamb波检测

采用WAVE 2000数值计算软件对一16mm厚人工模拟试板的内壁鼓包缺陷进行超声Lamb波仿真模拟,模拟结果表明,采用Lamb波从外壁对压力容器板材内壁氢鼓泡检测是可行的;同时,给出了最优检测参数,为实际检测提供了Lamb波模式、频率、入射角度等参数的选择参考。根据仿真结果,采用最优检测参数对人工模拟试板进行Lamb波的实际检测试验,结果表明:该方法检测效果良好,不仅能够检出缺陷,而且缺陷定位精度也较高。

石油液化气贮罐焊接修复氢鼓泡的应力测试分析

对液化石油气贮罐（球罐、卧罐、罐车）的氢鼓泡缺陷采取修复补焊工艺，可以延长贮罐的使用寿命，有较高的经济价值。本文介绍利用“应力电测法”对修复补焊的贮罐进行薄膜应力、弯曲应力和焊接残余应力的测试结果分析讨论。

合金元素偏聚夹杂对针状铁素体管线钢焊接热影响区氢鼓泡的影响

L360MCS针状铁素体管线钢焊接接头经HIC试验后热影响区产生大量的氢鼓泡.剥开氢鼓泡的上半部分,露出氢鼓泡的断口形貌.用扫描电镜和EDS分析氢鼓泡的上下两部分.结果表明,在绝大多数氢鼓泡的形核区存在偏聚的颗粒状Ca,Al元素夹杂物.分析认为H原子进入基体后,夹杂物周围的内应力和空位浓度升高是形成氢鼓泡裂纹形核空腔的主要原因,活性H原子在空腔内复合成H2分子导致空腔中活性H原子浓度低于基体中氢原子浓度是氢高压形成的重要原因.

推力轴承氢鼓泡缺陷分析及解决方案

锡基巴氏合金是滑动轴承内衬材料的主要种类之一,在采用传统工艺进行浇铸过程中极容易产生氢鼓泡、脱壳等严重缺陷,造成废品。对合金结晶过程分析之后改进了传统工艺,设计了一种新型工装方式和冷却工艺,从而改变合金结晶过程,解决了由于合金浇铸产生脱壳及氢鼓泡等问题。

LZ45CrV车轴钢氢扩散行为及氢鼓泡探究

为了探究LZ45Cr V车轴钢与氢的交互作用,采用Devanathan电化学充氢技术测量了LZ45Cr V车轴钢的氢扩散系数,通过偏振光显微镜观察了氢鼓泡特征,研究了组织结构对氢扩散行为的影响。结果表明:LZ45Cr V车轴钢25°C下的氢扩散系数为1.101×10^(-6)cm^2/s,其细化的金相组织以及较大铁素体中析出的VC粒子,大幅增加了钢中的氢陷阱数量,从而使得LZ45Cr V车轴钢具有较低的氢扩散系数和较高的产生氢鼓泡临界可扩散氢浓度。

推力轴承氢鼓泡现象浅析及解决方案探索

锡基巴氏合金是滑动轴承内衬材料的主要种类之一，在采用传统工艺进行浇铸过程中极容易产生氢鼓泡、脱壳等严重缺陷，造成废品。对合金结晶过程进行分析之后我们对传统工艺进行改进，设计了一种新型工装方式和冷却工艺，从而改变合金结晶过程，解决了由于合金浇铸产生脱壳及氢鼓泡等问题。

低碳钢质壳体表面形成氢鼓泡的原因分析

某产品在冲压加工过程中,壳体体部内外表面出现了氢鼓泡,这是几十年来壳体生产从未见到的。通过对该产品生成氢鼓泡的问题分析,提出了壳体表面湿度、温度对形成氢鼓泡的重要影响。

湿硫化氢环境中20G钢氢鼓泡原因

分析了塔里木油田某联合站天然气处理单元的中压气冷却器出口到原料气压缩机出口分离器入口管线中的腐蚀监测挂片发生氢鼓泡的原因。通过对现场4件腐蚀监测挂片及1件库存的20G管线试片进行理化性能分析,并对20G管线试片进行抗氢致开裂(HIC)性能检测。结果表明,该管线试片的化学成分和金相组织均符合标准中对于20G材质的要求;腐蚀监测挂片表面出现的氢鼓泡主要是由于输气中H2S浓度过高引起的;管线试片的金相剖面裂纹厚度敏感率超过标准要求,发生硫化氢氢致开裂的风险极高。因此,20G材质在该工况条件下使用时,需加强腐蚀监测和壁厚检测,并考虑通过在湿硫化氢介质进入管线前添加脱硫装置或投加缓蚀剂来减缓腐蚀,延长管线的使用寿命。

液化气球罐氢鼓泡缺陷成因分析与换片修复

阐述了液化气球罐产生氢鼓泡的机理，介绍了球壳板更换修复的过程，分析了在整体热处理过程中球壳板再次产生氢鼓泡的原因。

浅析液化石油气贮罐氢鼓泡现象

液化石油气贮罐在运行过程中，因受到介质中杂质的侵蚀，使其材质发生劣化、厚度减薄、强度下降，从而造成严重的隐患和事故。而杂质中的H2S则是最具破坏力的因素，钢材在含H2S的水溶液中发生应力腐蚀现象，产生氢鼓泡，最终产生裂纹，造成设备的损坏。

氢鼓泡的形核、长大和开裂

用显微镜原位观察了车轮钢中氢鼓泡的长大过程,用块状非晶观察了氢鼓泡破裂后的局部断口形貌.结果表明,氢鼓泡形核、长大和开裂的过程如下:氢使过饱和空位浓度急剧升高,空位聚集成空位团后,随着空位和氢的不断进入长大成氢鼓泡.随氢压升高,基体变形可使近表面鼓泡鼓出表面;氢压进一步升高可使鼓泡开裂,体积增大使氢压下降引起止裂;随氢进入氢压进一步升高,可使止裂裂纹重新扩展直至鼓泡破裂.

金属中氢鼓泡形核的机理

通过实验和理论分析研究了氢鼓泡形核、长大和开裂的过程.在充氢试样中发现直径小于100nm未开裂的孔洞,它们是正在长大的氢鼓泡,也发现已开裂的鼓泡以及裂纹多次扩展导致破裂的鼓泡.分析表明,氢和空位复合能降低空位形成能,从而使空位浓度大幅度升高,这些带氢的过饱和空位很容易聚集成空位团.H在空位团形成的空腔中复合成H2就使空位团稳定,成为氢鼓泡核.随着H和过饱和空位的不断进入,鼓泡核不断长大,内部氢压也不断升高.当氢压产生的应力等于被氢降低了的原子键合力时,原子键断开,裂纹从鼓泡壁上形核.