Effects of defect on the hydrogen embrittlement behavior of X80 pipeline steel in hydrogen-blended natural gas environments

材料科学 氢脆 静水应力 脆化 扩散 扫描电子显微镜 极限抗拉强度 复合材料 应变率 断裂(地质) 压力(语言学) 冶金 有限元法 腐蚀 结构工程 化学 热力学 语言学 物理 哲学 有机化学 工程类
作者
Hongchao Yang,Huimin Zhang,Cuiwei Liu,Cailin Wang,Xiaohui Fan,Y. Frank Cheng,Yuxing Li
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:58: 158-173
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2024.01.107
摘要

In order to study the effects of notched parameters on the hydrogen embrittlement (HE) behaviors of pipeline steel in hydrogen-blended natural gas environments, the mechanical properties of notched X80 steel specimens with various depth (δ), angle (ω) and curvature radius (ρ) were studied using slow strain rate tensile (SSRT) tests combined with scanning electron microscope (SEM) and finite element analysis (FEA). The tests indicate that the presence of notches greatly reduces the fracture strain, and increases the sensitivity of the specimen to HE. The geometric shape of the notch greatly affects the HE sensitivity of the notch specimen. The sharper the geometric shape of the notch, the higher the hydrostatic stress at the notch root, and the higher the diffusion hydrogen concentration, thereby increasing the hydrogen embrittlement sensitivity of the specimen. In addition, specimen with shallow notches also exhibits high hydrogen embrittlement sensitivity due to its shorter hydrogen atom diffusion distance.
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