管线钢氢致开裂成因及控制

管道在油气输运中起着相当重要的作用。随着输送油气的管道口径增大、输送压力升高，能源行业对高强度、高压力管线钢需求越来越大，运行的管线会途经各种复杂的工作环境，其服役的安全性受到越来越多的重视。

当管道暴露在酸性或富含H2S气体的湿润环境中，因腐蚀生成的氢会渗入钢基体中，并在钢中缺陷部位聚集，随时间积累，从而使钢表面形成阶梯状裂纹扩展，这种因氢而引起的延迟开裂称为氢致开裂(HydrogenInducedCracking)。

1、成因

世界各地不断出现相关报道，管道发生的多起失效事故中多数是由应力腐蚀开裂（SCC）和氢损伤引起的。而现在大量研究表明氢会促进应力腐蚀开裂的发生，氢致开裂为一种隐蔽性高、危害性极大的环境致裂形式。

引起管线钢氢致开裂的氢有两种来源，一种来自于内氢，即氢是在冶金制作阶段遗留在管道中；一种是来自外氢，由于管道表面与腐蚀环境接触，电离出的氢离子在得到电子后转变成氢原子渗透到钢中。管线钢中微空隙、位错、偏析物及非金属夹杂等是氢陷阱，在氢扩散过程中将氢捕获，进而为氢致开裂的发生创造条件。

2、控制措施

氢致开裂作为危害极大的氢损伤模式，影响因素主要有材料因素、应力因素和环境因素。材料因素有钢的显微组织、化学成分和夹杂物等；应力影响因素主要是各种残余应力及外加应力；环境因素有接触的介质压力、成分、温度以及载荷特点等。

管线钢发生HIC开裂主要受钢的材料因素、应力因素和服役环境影响，这就需要在整个加工过程中采用科学合理的热处理措施，尽可能使生成的显微组织均匀分布，减少钢中各类偏析物及非金属夹杂物，并减少钢中残余应力，还要在实际环境中采取必要措施，有效降低钢的HIC敏感性。