PDF下载
分享
[1]刘刚　崔振莹　魏甲强　陈雷　姜堡垒　李东泽　谢常松.掺氢天然气环境CH4对管线钢氢脆的抑制行为[J].油气储运,2023,42(01):1-8.
　LIU Gang,CUI Zhenying,WEI Jiaqiang,et al.Inhibition of hydrogen embrittlement induced by CH4 in pipeline transportation of hydrogen-natural gas mixtures[J].Oil & Gas Storage and Transportation,2023,42(01):1-8.
点击复制

掺氢天然气环境CH4对管线钢氢脆的抑制行为

《油气储运》[ISSN:1000-8241/CN:13-1093/TE] 卷: 42 期数: 2023年01期 页码: 1-8 栏目: 出版日期: 2023-01-25
Title:

Inhibition of hydrogen embrittlement induced by CH4 in pipeline transportation of hydrogen-natural gas mixtures

作者:

刘刚　崔振莹　魏甲强　陈雷　姜堡垒　李东泽　谢常松

Author(s):

LIU Gang;  CUI Zhenying;  WEI Jiaqiang;  CHEN Lei;  JIANG Baolei;  LI Dongze;  XIE Changsong

关键词:

掺氢天然气管道; 氢脆; 竞争吸附; 浓度分布; 吸附能

Keywords:

pipeline transportation of hydrogen-natural gas mixtrues;  hydrogen embrittlement;  competitive adsorption;  concentration distribution;  adsorption energy

分类号:
TE88
文献标志码:
A
摘要:

H2在管线钢表面吸附并解离是H原子在钢基体中渗透扩散的前提条件，掺氢天然气管道内H2的存在增加了管道氢脆风险。基于分子动力学模拟与第一性原理计算方法，开展了管线钢表面H2吸附行为研究，获知了不同掺氢比例下CH4与H2混合气的竞争吸附规律，明确了管线钢近壁面CH4的存在对H2解离行为的影响机制。研究发现：对于纯气体组分，CH4与H2均具有近壁吸附特性；对于CH4/H2混合组分，CH4具有优先吸附性，显著降低了管线钢表面H2的吸附浓度；通过第一性原理计算方法，发现CH4与H2在管线钢表面的吸附类型不同，CH4的存在不能阻止H2在管线钢表面的化学分解吸附行为，但可以有效降低H2分子出现在管线钢近壁面的概率。研究结果表明，掺氢天然气管道内氢分压无法准确定量反映管线钢表面H2浓度分布，开展相关研究时需考虑气体组分之间的竞争吸附行为。同时，CH4的存在将降低H2出现在管线钢近壁面的概率，在一定程度上可减小氢脆出现的可能。研究成果有助于深入理解掺氢天然气管道的氢脆发生机制。

相似文献/References:

[1]王琴,李文昊,伍奕,等.X80钢组织状态对CO抑制氢脆作用的影响[J].油气储运,2022,41(03):302.[doi:10.6047/j.issn.1000-8241.2022.03.008]
　WANG Qin,LI Wenhao,WU Yi,et al.The effect of X80 steel microstructure on CO inhibition of hydrogen embrittlement[J].Oil & Gas Storage and Transportation,2022,41(01):302.[doi:10.6047/j.issn.1000-8241.2022.03.008]
[2]程玉峰.高压氢气管道氢脆问题明晰[J].油气储运,2023,42(01):1.
　CHENG Yufeng.Essence and gap analysis for hydrogen embrittlement of pipelines in high-pressure hydrogen pipelines[J].Oil & Gas Storage and Transportation,2023,42(01):1.
[3]李玉星,张睿,刘翠伟,等.掺氢天然气管道典型管线钢氢脆行为[J].油气储运,2022,41(06):732.[doi:10.6047/j.issn.1000-8241.2022.06.015]
　LI Yuxin,ZHANG Rui,LIU Cuiwei,et al.Hydrogen embrittlement behavior of typical hydrogen-blended natural gas pipeline steel[J].Oil & Gas Storage and Transportation,2022,41(01):732.[doi:10.6047/j.issn.1000-8241.2022.06.015]
[4]许未晴,鲁仰辉,孙晨,等.天然气掺氢输送系统氢脆研究进展[J].油气储运,2022,41(10):1130.[doi:10.6047/j.issn.1000-8241.2022.10.002]
　XU Weiqing,LU Yanghui,SUN Chen,et al.Research progress on hydrogen embrittlement in hydrogen-blended natural gas transportation system[J].Oil & Gas Storage and Transportation,2022,41(01):1130.[doi:10.6047/j.issn.1000-8241.2022.10.002]

更新日期/Last Update: 2022-12-26