工程科学学报，第39卷，第4期：535541,2017年4月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.4:535-541,April 2017 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2017.04.008:http://journals.ustb.edu.cn X70管线钢及焊缝在模拟煤制气含氢环境下的氢脆敏 感性 关鸿鹏”，林振娴”，李瑜仙”，刘青”，邢云颖)四，王晶”，王修云》 1)北京市燃气集团有限公司运营调度中心，北京1000352)安科工程技术研究院（北京）有限公司，北京100083 ☒通信作者，E-mail:Xingyy@ankosri.com 摘要通过氢渗透测试、氢扩散模拟以及氢含量测试技术研究X70钢在模拟4MP:总压，0.2MPa氢气分压煤制气环境下 的充氢过程，并通过冲击韧性测试、裂纹扩展测试以及缺口拉伸和慢应变速率拉伸测试方法，从不同角度分析XT0钢母材和 焊缝组织在模拟煤制气含氢环境下的力学性能.结果表明，在总压4MPa,0.2MPa含氢煤制气环境中，XT0钢表面存在吸附 氢原子并能扩散进入X70钢内部，达到稳态后内部的可扩散氢质量分数为1.9×107：与空气中的原始性能比较，X70钢焊缝 和母材的冲击性能、缺口拉伸和慢应变速率拉伸强度、塑性以及材料的损伤容限均未发生下降：在实验煤制气环境中，X70钢 具有较低的氢脆风险. 关键词管线钢：钢腐蚀：煤制气：氢脆：敏感性 分类号TG172.3:TE832 Hydrogen embrittlement susceptibility of the X70 pipeline steel substrate and weld in simulated coal gas containing hydrogen environment GUAN Hong-peng,LIN Zhen-xian,LI Yu-xian,LIU Qing",XING Yun-ying,WANG Jing?,WANG Xiu-yun2) 1)Production Operations,Beijing Gas Group Co.,Ltd.,Beijing 100035,China 2)Safetech Research Institute Ltd.,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:Xingyy@ankosri.com ABSTRACT The diffusion and accumulation behaviour of hydrogen in X70 pipeline steel were investigated via hydrogen permeation test,hydrogen diffusion simulation,and hydrogen content test technology in a simulated coal gas environment (4 MPa total pressure, 0.2 MPa hydrogen partial pressure).The mechanical properties of the X70 pipeline steel substrate and weld in a simulated coal gas environment were also analyzed through impact toughness test,crack propagation test,notch tensile test,and slow strain rate tensile test.Experimental results show that hydrogen absorbed on the X70 steel surface in a simulated coal gas environment spreads into the inside of the X70 steel,and the internal diffusion hydrogen mass fraction is 1.9x10-7 after reaching a steady state.Compared with the original performance in air,there is no decline in the impact performance,notched tensile and slow strain rate tensile strength, plasticity,and damage tolerance of the X70 pipeline steel substrate and weld in simulated coal gas.Results show that in a coal gas en- vironment,X70 steel has a lower risk of hydrogen embrittlement. KEY WORDS pipeline steel:steel corrosion:coal gas:hydrogen embrittlement;susceptibility 随着天然气需求越来越高，气源保障问题越来越西部地区煤炭资源丰富，但面临的最大瓶颈就是运输. 突出.我国能源资源具有“富煤、缺油、少气”的特点，因此，将富煤地区的煤炭资源就地转化成天然气，成为 收稿日期：2016-07-22工程科学学报，第 39 卷，第 4 期: 535--541，2017 年 4 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 39，No． 4: 535--541，April 2017 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2017． 04． 008; http: / /journals． ustb． edu． cn X70 管线钢及焊缝在模拟煤制气含氢环境下的氢脆敏 感性 关鸿鹏1) ，林振娴1) ，李瑜仙1) ，刘 青1) ，邢云颖2) ，王 晶2) ，王修云2) 1) 北京市燃气集团有限公司运营调度中心，北京 100035 2) 安科工程技术研究院( 北京) 有限公司，北京 100083 通信作者，E-mail: Xingyy@ ankosri． com 摘 要 通过氢渗透测试、氢扩散模拟以及氢含量测试技术研究 X70 钢在模拟 4 MPa 总压，0. 2 MPa 氢气分压煤制气环境下 的充氢过程，并通过冲击韧性测试、裂纹扩展测试以及缺口拉伸和慢应变速率拉伸测试方法，从不同角度分析 X70 钢母材和 焊缝组织在模拟煤制气含氢环境下的力学性能． 结果表明，在总压 4 MPa，0. 2 MPa 含氢煤制气环境中，X70 钢表面存在吸附 氢原子并能扩散进入 X70 钢内部，达到稳态后内部的可扩散氢质量分数为 1. 9 × 10 － 7 ; 与空气中的原始性能比较，X70 钢焊缝 和母材的冲击性能、缺口拉伸和慢应变速率拉伸强度、塑性以及材料的损伤容限均未发生下降; 在实验煤制气环境中，X70 钢 具有较低的氢脆风险． 关键词 管线钢; 钢腐蚀; 煤制气; 氢脆; 敏感性 分类号 TG172. 3; TE832 收稿日期: 2016--07--22 Hydrogen embrittlement susceptibility of the X70 pipeline steel substrate and weld in simulated coal gas containing hydrogen environment GUAN Hong-peng1) ，LIN Zhen-xian1) ，LI Yu-xian1) ，LIU Qing1) ，XING Yun-ying2)  ，WANG Jing2) ，WANG Xiu-yun2) 1) Production Operations，Beijing Gas Group Co． ，Ltd． ，Beijing 100035，China 2) Safetech Ｒesearch Institute Ltd． ，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: Xingyy@ ankosri． com ABSTＲACT The diffusion and accumulation behaviour of hydrogen in X70 pipeline steel were investigated via hydrogen permeation test，hydrogen diffusion simulation，and hydrogen content test technology in a simulated coal gas environment ( 4 MPa total pressure， 0. 2 MPa hydrogen partial pressure) ． The mechanical properties of the X70 pipeline steel substrate and weld in a simulated coal gas environment were also analyzed through impact toughness test，crack propagation test，notch tensile test，and slow strain rate tensile test． Experimental results show that hydrogen absorbed on the X70 steel surface in a simulated coal gas environment spreads into the inside of the X70 steel，and the internal diffusion hydrogen mass fraction is 1. 9 × 10 － 7 after reaching a steady state． Compared with the original performance in air，there is no decline in the impact performance，notched tensile and slow strain rate tensile strength， plasticity，and damage tolerance of the X70 pipeline steel substrate and weld in simulated coal gas． Ｒesults show that in a coal gas en￾vironment，X70 steel has a lower risk of hydrogen embrittlement． KEY WOＲDS pipeline steel; steel corrosion; coal gas; hydrogen embrittlement; susceptibility 随着天然气需求越来越高，气源保障问题越来越 突出． 我国能源资源具有“富煤、缺油、少气”的特点， 西部地区煤炭资源丰富，但面临的最大瓶颈就是运输． 因此，将富煤地区的煤炭资源就地转化成天然气，成为