氫對(duì)輸送管道材料性能的影響*

李為衛(wèi)，武 丹，文遠(yuǎn)靜，趙新奎 編譯

（1.中國(guó)石油集團(tuán)工程材料研究院有限公司，西安 710077； 2.石油管材及裝備材料服役行為與結(jié)構(gòu)安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710077； 3.西安泰利能源技術(shù)有限責(zé)任公司，西安 710048； 4.中國(guó)石油塔里木油田公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

0 前 言

氫作為一種新型能源，如何安全、高效地輸送是關(guān)鍵，而管道輸送僅是氫能輸送的一種方案。眾所周知，氫氣對(duì)鋼鐵材料的性能會(huì)產(chǎn)生諸多不利的影響，對(duì)這種影響的系統(tǒng)研究可以追溯到150年前，但仍然缺乏對(duì)材料脆化機(jī)制更深層的研究，這與一些不確定性因素有關(guān)，約翰遜在1875年的論文中提出的一些影響因素至今仍在爭(zhēng)論中。

Erling ?stby 等概述了海洋管道的典型服役極限狀態(tài)，并試圖評(píng)估極限狀態(tài)所需的關(guān)鍵材料參數(shù)；然后，簡(jiǎn)要討論了氫脆現(xiàn)象的通用理論，并指出理論的一些不足，為更詳細(xì)地討論氫對(duì)材料性能的影響以及與此相關(guān)的關(guān)鍵不確定性因素奠定了基礎(chǔ)；隨后，重點(diǎn)討論了氫對(duì)材料性能的影響機(jī)制，諸如塑性、鍵-鍵間強(qiáng)度、空穴形核和生長(zhǎng)以及靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)和循環(huán)載荷下的裂紋擴(kuò)展等問(wèn)題；最后，討論了氫對(duì)鋼材拉伸、斷裂阻力和疲勞性能影響的研究結(jié)果。本文編譯其中部分內(nèi)容，以期為氫氣管道輸送提供參考。

1 氫對(duì)鋼材性能的影響機(jī)制

1.1 氫的吸收和遷移

由于氫會(huì)對(duì)鋼鐵材料性能造成不利影響，因此控制材料中氫的含量至關(guān)重要。 H2吸附到鋼表面，并在滲入鋼中之前進(jìn)一步解離，分離為H原子。與H2相比，O2對(duì)鋼表面具有更大的吸附親和作用，氧分子或游離氧原子往往更容易被吸附在鋼鐵表面。因此，鋼表面上的H2吸附和解離速率會(huì)受到不同程度的阻礙，使鋼中的原子氫濃度受到一定抑制。

1.2 氫對(duì)材料塑性變形的影響

塑性變形使材料中內(nèi)部原子重新分布，會(huì)改變材料的幾何形狀，并最終改變材料承載能力。在裂紋的形核和擴(kuò)展中塑性變形又起到重要作用。塑性變形的機(jī)制是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，在試驗(yàn)中，觀(guān)察到氫對(duì)鋼鐵材料塑性有不同的影響。20 世紀(jì)70 年代的研究表明，氫可能導(dǎo)致鋼材軟化或硬化，納米壓痕法的研究表明，材料的變化取決于氫的濃度，較高濃度會(huì)導(dǎo)致硬化，而較低濃度會(huì)導(dǎo)致軟化。在中等濃度充氫條件下獲得的名義應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)對(duì)達(dá)到抗拉強(qiáng)度之前的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)影響不大（但塑性可能受到較大影響）。因此一些研究報(bào)告指出，氫對(duì)材料的屈服強(qiáng)度等性能有明顯影響。

而原子理論研究認(rèn)為氫降低了位錯(cuò)能量，從而降低了位錯(cuò)移動(dòng)的阻力，這種效應(yīng)隨著氫濃度的增加而增加（即一般材料軟化）。然而，在分子靜態(tài)分析中指出，該效應(yīng)取決于氫濃度，并且可以預(yù)測(cè)軟化或硬化。

在試驗(yàn)和理論研究中都普遍認(rèn)為氫對(duì)材料的軟化和硬化產(chǎn)生影響。軟化效應(yīng)可能是由于螺旋位錯(cuò)核相互作用、位錯(cuò)能量減少、層錯(cuò)能量增加或纏繞形成阻力降低所致；硬化機(jī)制是邊緣位錯(cuò)的釘扎或由于氫而增加晶格間作用力。目前氫對(duì)鋼鐵材料塑性形變的影響特征理論尚不完善。

1.3 氫對(duì)原子間結(jié)合力的影響

氫致弱鍵理論（HEDE）是氫降低材料結(jié)合強(qiáng)度導(dǎo)致氫脆機(jī)制的重要理論之一。“純”材料結(jié)合力減弱對(duì)氫加速斷裂解聚或解理裂紋擴(kuò)展作用不是很明顯，而對(duì)于形成氫化物的材料，材料解理擴(kuò)展則更加明顯。在低溫狀態(tài)下的解理裂紋擴(kuò)展和氫致裂紋擴(kuò)展，斷裂表面和次表面有顯著裂紋差異，表明解理斷裂可能不是氫造成斷裂的唯一原因。以上研究再次得出了不同的結(jié)論，氫的滲入降低了原子間的表面能。氫對(duì)于材料表面的裂紋擴(kuò)展，例如沿晶斷裂，對(duì)晶界界面的原子內(nèi)聚力降低起到更重要的作用。在上述情況下，通常會(huì)觀(guān)察到原子遷移的顯著塑性變形，而由表面內(nèi)聚力對(duì)材料造成的影響更加難以解釋。

1.4 氫對(duì)空穴形核和生長(zhǎng)的影響

空穴或空腔在韌性斷裂中起關(guān)鍵作用。塑性主要與材料變形有關(guān)，而弱鍵則側(cè)重于通過(guò)原子分離產(chǎn)生新界面。空穴或空腔成核和生長(zhǎng)可被視為兩者的組合，在大多數(shù)情況下，這些新界面的擴(kuò)展都伴隨材料的塑性變形。材料充氫后或充氫下的變形與未充氫材料相比，產(chǎn)生更多的內(nèi)部空穴形成和生長(zhǎng)。研究結(jié)果表明，大多數(shù)空穴的形成恰好發(fā)生在失效開(kāi)始之前。不確定的是空穴形成在早期階段成核還是在材料塑性應(yīng)變時(shí)成核，能確定的是必須對(duì)材料施加大的塑性變形，才能使空穴顯著生長(zhǎng)。在一般情況下，在加載力方向上空穴生長(zhǎng)趨向于球形或細(xì)長(zhǎng)（尤其是對(duì)于較低三軸應(yīng)力），而在氫環(huán)境下拉伸測(cè)試中，斷裂面下方空穴在垂直于主加載方向的平面內(nèi)拉長(zhǎng)。研究證實(shí)，當(dāng)在氫氣中進(jìn)行加載試驗(yàn)，第二相粒子對(duì)空穴成核非常重要，與第二相顆粒相關(guān)的空穴比例明顯較小。另外，氫能夠促進(jìn)斷裂表面形成明顯納米空穴。在X80 材料的斷裂表面上觀(guān)察到10～30 nm 細(xì)長(zhǎng)的空穴，空穴的深度為1～5 nm。

1.5 氫對(duì)裂紋成核和擴(kuò)展的影響

在氫環(huán)境下，當(dāng)施加的載荷低于材料的屈服應(yīng)力時(shí)，裂紋都可能在不含任何宏觀(guān)缺陷的表面形核。這種特征最常見(jiàn)于對(duì)氫更敏感的材料中，如13%Cr和雙相鋼，但也可能發(fā)生在更惡劣環(huán)境條件下的C-Mn鋼中。

假設(shè)裂紋已形核，在什么條件下它將繼續(xù)擴(kuò)展。可以分為單個(gè)裂紋尖端的裂紋擴(kuò)展和形成裂紋尖端之前損傷而導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展。對(duì)于單個(gè)裂紋尖端的裂紋擴(kuò)展，解理斷裂可以代表這種擴(kuò)展，排除氫化物造成的裂紋，鮮有證據(jù)能夠證明這是鋼中氫致斷裂的主要機(jī)理。

對(duì)于氫促進(jìn)穿晶斷裂，大量研究表明空穴起著重要作用，尤其是對(duì)于C-Mn 鋼。有關(guān)文獻(xiàn)中的鋼表面裂紋擴(kuò)展的SEM 圖證明這是通過(guò)宏觀(guān)裂紋尖端前方的空穴形核和擴(kuò)展導(dǎo)致的。這些圖像進(jìn)一步表明，空穴沿垂直于主斷口應(yīng)力方向伸長(zhǎng)，這與上述討論的斷裂表面納米空穴的觀(guān)察結(jié)果一致。晶粒內(nèi)的裂紋擴(kuò)展可能是彎曲的，并不嚴(yán)格遵循晶體取向，這再次被解釋為裂紋擴(kuò)展不同于由解理斷裂機(jī)制控制的擴(kuò)展。另一個(gè)問(wèn)題是氫裂紋具有明顯的小擴(kuò)展角，在0°～30°范圍內(nèi)，雖然這在大多數(shù)情況下高于純解理斷裂，但低于在空氣中觀(guān)察到的典型韌性裂紋的擴(kuò)展角。

在電化學(xué)充氫和氫氣條件下進(jìn)行的試驗(yàn)與在空氣中的試驗(yàn)相比，裂紋擴(kuò)展速度增大10～100倍。這一巨大差異清楚地表明，與在空氣中測(cè)試時(shí)裂紋尖端鈍化和再銳化導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展相比，氫環(huán)境下的實(shí)際裂紋擴(kuò)展影響機(jī)制發(fā)生了變化。

對(duì)于在延性狀態(tài)下服役的鋼材，應(yīng)變率敏感性通常相當(dāng)有限。然而，對(duì)于氫促使的斷裂，應(yīng)變速率可能會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生非常顯著的影響，較低的應(yīng)變速率往往對(duì)材料性能影響更大。這是由于氫擴(kuò)散到臨界位置所需的時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致材料完全脆化（即應(yīng)力三軸度較高的位置）。然而，有時(shí)應(yīng)變率效應(yīng)在裂紋擴(kuò)展中影響并不總是很明顯，例如，C-Mn 鋼在氫氣中的疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)僅使用中等的應(yīng)變率效應(yīng)，應(yīng)變速率效應(yīng)產(chǎn)生的是延遲斷裂，有時(shí)在試樣經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間恒定載荷后，或觀(guān)察到非常緩慢但穩(wěn)定的裂紋擴(kuò)展后，才能觀(guān)察到斷裂裂紋。延遲斷裂或亞臨界裂紋擴(kuò)展問(wèn)題，表明了評(píng)估鋼材氫脆理論面臨諸多問(wèn)題，尤其是管線(xiàn)運(yùn)行期間可能發(fā)生屈曲的相關(guān)問(wèn)題。

2 氫氣環(huán)境下具體材料力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

在不同氫壓力（0～22.4 MPa）下對(duì)SA106 鋼進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)，結(jié)果顯示氫對(duì)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)沒(méi)有顯著影響，但對(duì)延展性有很大影響。在氫氣環(huán)境X52～X80 管線(xiàn)鋼的斷裂力學(xué)試驗(yàn)中，觀(guān)察到了由于納米空穴聚結(jié)機(jī)制形成的裂紋擴(kuò)展。關(guān)于裂紋擴(kuò)展機(jī)制，在30 MPa H2壓力下對(duì)X80材料進(jìn)行的測(cè)試顯示，裂紋的擴(kuò)展阻力下降非常大（超過(guò)一個(gè)數(shù)量級(jí)）。然而，值得注意的是，盡管裂紋擴(kuò)展阻力非常低，但裂紋擴(kuò)展不穩(wěn)定，不會(huì)導(dǎo)致裂紋早期的不穩(wěn)定擴(kuò)展。

大量試驗(yàn)研究了氫氣對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展阻力ΔK的影響，對(duì)于較高的ΔK水平，與空氣中的試驗(yàn)相比，H2的存在可能導(dǎo)致循環(huán)裂紋擴(kuò)展速率提高30～40 倍。ΔK水平較高時(shí)的加速效應(yīng)對(duì)H2壓力不太敏感。然而，H2壓力似乎對(duì)加速裂紋擴(kuò)展的門(mén)檻值有更大的影響。

有學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)氫首次進(jìn)入材料時(shí)，氫的來(lái)源（如來(lái)自氫氣或電化學(xué)充氫）并不是真正重要的，一般來(lái)說(shuō)，將鋼暴露在氫氣中似乎會(huì)產(chǎn)生與其他氫脆觀(guān)察結(jié)果一致的特征，但是，有些結(jié)果并非如此，在氫氣中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，加載速率對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響較小。

此外，對(duì)于拉伸試驗(yàn)中的延展性和疲勞裂紋擴(kuò)展速率，在中等壓力水平下，氫氣壓力的影響到達(dá)一定程度后趨于穩(wěn)定。

3 氫對(duì)鋼材主要力學(xué)性能影響的進(jìn)一步探討

從上述分析結(jié)果可看出，氫對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響仍然尚未達(dá)成一致，這可能是因?yàn)椴煌臋C(jī)制在不同的條件下發(fā)揮作用。有跡象表明，氫脆或氫損傷可能是由不同的機(jī)制共同作用造成的。

同時(shí)，氫對(duì)鋼的力學(xué)性能的定量影響可能有很大差異。在某些條件下，裂紋擴(kuò)展阻力可能僅發(fā)生較小的改變（降低20%～30%），而在其他情況下，韌性的降低可能較大，如圖1所示。研究結(jié)果表明，氫促進(jìn)斷裂填補(bǔ)了其他兩種斷裂機(jī)制之間的缺口。這表明在解理斷裂的原子間距（小于1 nm）和第二相粒子的空穴形核（通常為1～10 μm）之間引入了新的控制因素——長(zhǎng)度尺度。除了長(zhǎng)度尺度問(wèn)題外，時(shí)間尺度效應(yīng)也是問(wèn)題的一部分。下面進(jìn)一步探討氫對(duì)鋼鐵材料拉伸性能、斷裂阻力和疲勞性能的影響。

圖1 氫對(duì)材料斷裂阻力的影響

3.1 拉伸性能

H2對(duì)材料拉伸曲線(xiàn)的影響如圖2所示，H2是否會(huì)顯著降低屈服應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、UEL或硬化特性，以及氫濃度的軟化效應(yīng)與管道設(shè)計(jì)中使用的名義應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的相關(guān)性，都是需要研究的問(wèn)題。此類(lèi)研究中涉及的參數(shù)包括氫濃度、試樣幾何形狀、應(yīng)變速率和微觀(guān)組織變化。開(kāi)發(fā)更全面的描述氫對(duì)鋼塑性的影響模型，這種改進(jìn)的新模型有助于使試驗(yàn)分析更加合理。

圖2 H2對(duì)材料拉伸性能的影響

建議進(jìn)行的另一項(xiàng)研究是對(duì)不同環(huán)境條件下（如電化學(xué)充氫、氫氣）測(cè)試的拉伸性能進(jìn)行更系統(tǒng)的比較，特別是延性損失以及失效機(jī)理。這些研究在評(píng)估大變形失效模式（如破裂或韌性斷裂）時(shí)十分重要。

3.2 斷裂阻力和材料損傷

氫降低材料裂紋擴(kuò)展阻力的程度相當(dāng)大，包括斷裂阻力有限的降低和比“空氣中”參考值低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)以上的更顯著的降低。后一種情況通常導(dǎo)致控制斷裂機(jī)制的根本改變。需要考慮屬于前一種的情況，但通常可以通過(guò)更多的設(shè)計(jì)變更進(jìn)行處理（例如，通過(guò)附加設(shè)施限制管道的最大工作載荷）。屬于后一種情況時(shí)，這種行為可能導(dǎo)致C-Mn鋼管道成為不可行的方案。即使在這種條件下可以達(dá)成設(shè)計(jì)解決方案，通常也會(huì)嚴(yán)格限制可接受的設(shè)計(jì)載荷或缺陷容限。進(jìn)一步掌握材料在何種條件下可能會(huì)遇到斷裂阻力的明顯降低，以便更好地限制其設(shè)計(jì)載荷或缺陷容限。

作為研究的基礎(chǔ)，建議根據(jù)主要的斷裂機(jī)制對(duì)材料進(jìn)行分類(lèi)。建議使用以下三種主要機(jī)制：微孔聚結(jié)、納米孔聚結(jié)以及脫聚。對(duì)于微孔聚結(jié)，長(zhǎng)度尺度通常在1～10 μm 范圍內(nèi)。雖然氫可能以不同的方式影響這種斷裂模式（例如，更容易從第二相顆粒形成空穴，改進(jìn)空穴生長(zhǎng)，或者更容易聚結(jié)成微孔），但幾微米的長(zhǎng)度尺度不會(huì)導(dǎo)致非常低的斷裂阻力。因此，這對(duì)設(shè)計(jì)的影響較小，但在較大應(yīng)變時(shí)材料利用率非常高的情況下，仍可能受到限制。其他兩種主要失效機(jī)制影響較大。盡管納米空穴聚結(jié)可以局部視為延性破壞機(jī)制，但長(zhǎng)度尺度非常小（約10 nm），這種小長(zhǎng)度尺度僅在有限材料體積內(nèi)發(fā)生塑性變形，并且斷裂擴(kuò)展可能更具脆性。在一定程度上，無(wú)論是沿著弱界面還是在Fe 晶格中相關(guān)的脫聚，都將導(dǎo)致非常低的斷裂阻力。此外，這種失效模式有時(shí)可能與延遲斷裂有關(guān)，即在長(zhǎng)時(shí)間加載后發(fā)生斷裂。基于脫聚的氫促進(jìn)斷裂機(jī)制很可能與一般的C-Mn 鋼管道設(shè)計(jì)不匹配，并且可能需要確保在所討論的設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)這種機(jī)制。對(duì)于大多數(shù)C-Mn 鋼來(lái)說(shuō)，這些失效模式可能不會(huì)在氫氣環(huán)境中發(fā)生，但是需要體現(xiàn)合理的規(guī)范要求。

進(jìn)一步研究與氫致開(kāi)裂相關(guān)的所有機(jī)制是非常重要的。脫聚和微孔聚結(jié)可能是重要的機(jī)制，但更需特別考慮納米孔聚結(jié)機(jī)制，這是因?yàn)樗砹岁P(guān)于控制材料長(zhǎng)度尺度的“缺失環(huán)節(jié)”，并且已經(jīng)觀(guān)察到C-Mn鋼在氫氣中的失效模式，還有一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)目前缺乏詳細(xì)的機(jī)理分析。

除非空穴是預(yù)先存在的，否則它們需要成核后才能開(kāi)始生長(zhǎng)。這將使原子間隔較遠(yuǎn)而失去凝聚力，并且原子可能會(huì)發(fā)生遷移使空穴的尺寸增大。原子的遷移或是由于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，或是空位的擴(kuò)散。假設(shè)在環(huán)境溫度下空位的擴(kuò)散不是一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制，對(duì)于尺寸小于兩個(gè)原子間距的空穴，位錯(cuò)發(fā)生對(duì)空穴生長(zhǎng)的阻力非常高。

有理論認(rèn)為氫更易導(dǎo)致空位成核，但這些形成和演變成空位的實(shí)際步驟沒(méi)有詳細(xì)描述。因此，推測(cè)是否存在通過(guò)納米裂紋成核的替代途徑。早期的解理裂紋成核理論是基于裂紋成核的位錯(cuò)相互作用模型，例如Cottrell 固定位錯(cuò)相互作用可能恰好在宏觀(guān)裂紋之前起作用，并導(dǎo)致納米級(jí)裂紋的成核。由于位錯(cuò)相互作用引起的應(yīng)力場(chǎng)非常局限，因此裂紋擴(kuò)展的可用能量非常有限，并且可能很快被阻止。而納米裂紋可能代表納米空穴開(kāi)始尺寸擴(kuò)展所需的成核。由于納米裂紋機(jī)制主要取決于位錯(cuò)相互作用，因此在成核過(guò)程中不會(huì)直接需要特殊的界面或二級(jí)粒子。

在氫的影響下，空穴增長(zhǎng)往往導(dǎo)致垂直于主應(yīng)力方向伸長(zhǎng)的空穴。筆者還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何模型可以定量解釋這一現(xiàn)象。推測(cè)可能是由于納米裂紋核邊緣更容易產(chǎn)生位錯(cuò)，氫原子導(dǎo)致位錯(cuò)移動(dòng)的阻力降低，最終在裂紋尖端積聚氫氣（吸附），更易產(chǎn)生位錯(cuò)，細(xì)長(zhǎng)的空穴形狀將使有限裂紋張開(kāi)角度下的裂紋擴(kuò)展更容易，與AIDE 模型中的本質(zhì)相同。

上述機(jī)理目前只是推測(cè)，希望開(kāi)展進(jìn)一步的理論和試驗(yàn)研究，以探索基于納米空穴的失效模式中的關(guān)鍵步驟。除了物理機(jī)制外，重要的是嘗試確定應(yīng)力的作用，以便更好地理解鋼材種類(lèi)和局部應(yīng)力約束等特征的影響。

3.3 疲勞性能

H2環(huán)境中的疲勞裂紋擴(kuò)展速率的阻力顯著降低，尤其是較高溫度下ΔK值，這可能對(duì)具有明顯疲勞載荷（例如長(zhǎng)自由跨度）的管道設(shè)計(jì)構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。H2對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展阻力的影響如圖3所示，H2對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響有兩個(gè)關(guān)鍵因素：一是加速裂紋擴(kuò)展速率開(kāi)始的范圍，二是裂紋擴(kuò)展速率的加速水平。

圖3 H2對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展阻力的影響

上述理論在材料設(shè)計(jì)中的非常重要。對(duì)這些問(wèn)題的研究有助于進(jìn)一步了解氫氣對(duì)材料退化的影響。加速值開(kāi)始往往在5～10 MPa·m1/2的范圍內(nèi)（對(duì)于較低的H2壓力顯然會(huì)更高一些）。在應(yīng)用連續(xù)塑性的假設(shè)下，對(duì)于屈服應(yīng)力約為500 MPa的材料，這將對(duì)應(yīng)于約100～500 nm范圍內(nèi)的裂紋張開(kāi)量。

氫促進(jìn)斷裂起始相關(guān)長(zhǎng)度尺度將在100 nm或更小的范圍內(nèi)。裂紋擴(kuò)展加速仍然遵循“類(lèi)Paris”行為這一事實(shí)為局部受變形控制的裂紋擴(kuò)展提供了支持，即裂紋擴(kuò)展量隨施加的變形而變化。

低加載速率作用可能是氫在H2環(huán)境中如何吸附的重要條件，以及表面條件（如塑性變形水平）在多大程度上決定了這一點(diǎn)。沿著同一條線(xiàn)，觀(guān)察到氧氣可能會(huì)延遲裂紋擴(kuò)展速率的開(kāi)始，但不會(huì)限制加速速率。到目前為止，鋼材在氫氣進(jìn)行的S-N疲勞試驗(yàn)的研究非常有限，文獻(xiàn)中也沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)氫對(duì)鋼鐵材料性能潛在影響進(jìn)行了研究，該問(wèn)題與C-Mn鋼管道中的氫氣輸送有關(guān)。盡管目前仍未明確給出氫氣輸送用C-Mn 鋼管道的限制條件，但已有研究表明，氫氣環(huán)境會(huì)對(duì)鋼鐵材料性能產(chǎn)生顯著影響。因此，為了制定準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)范，需要更深入理解和掌握氫對(duì)鋼鐵材料拉伸、斷裂阻力和疲勞等關(guān)鍵性能的影響。