氫(qing)(qing)(qing)能(neng)夠(gou)(gou)導致合金(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)發生多(duo)種(zhong)(zhong)樣(yang)式(shi)損(sun)(sun)壞,如氫(qing)(qing)(qing)致滯后斷(duan)裂、氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)及高溫(wen)氫(qing)(qing)(qing)腐蝕等(deng),其中氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(Hydrogen Embrittlement,HE)指在(zai)(zai)應力(li)和氫(qing)(qing)(qing)這(zhe)兩種(zhong)(zhong)因素(su)的(de)(de)(de)(de)共同作用(yong)下(xia)引起金(jin)(jin)屬塑性降低(di)、產生損(sun)(sun)傷或斷(duan)裂的(de)(de)(de)(de)現象,氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)又被稱為氫(qing)(qing)(qing)損(sun)(sun)傷或氫(qing)(qing)(qing)致開(kai)裂,不僅能(neng)夠(gou)(gou)降低(di)金(jin)(jin)屬材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)面收縮率,同時也(ye)會使金(jin)(jin)屬材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊韌性值和疲勞壽命得(de)到顯著降低(di)。氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)在(zai)(zai)小(xiao)于金(jin)(jin)屬斷(duan)裂強度(du)的(de)(de)(de)(de)拉伸作用(yong)條件下(xia),經(jing)過一段時間后能(neng)夠(gou)(gou)導致金(jin)(jin)屬產生忽然脆(cui)(cui)(cui)斷(duan),這(zhe)種(zhong)(zhong)脆(cui)(cui)(cui)斷(duan)是在(zai)(zai)沒(mei)有預兆的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)發生的(de)(de)(de)(de),因而(er)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)的(de)(de)(de)(de)破(po)壞性和危險性是極大的(de)(de)(de)(de),并且(qie)材(cai)料(liao)(liao)發生氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)能(neng)夠(gou)(gou)引起較低(di)應力(li)下(xia)的(de)(de)(de)(de)開(kai)裂、斷(duan)裂及爆(bao)炸等(deng)事故,危害(hai)人身(shen)安全并且(qie)容易帶來財產的(de)(de)(de)(de)嚴重損(sun)(sun)耗(hao)。


  雙相(xiang)不銹鋼由于其較優的抗腐蝕能力及力學性能,在油氣運輸業、煉油化工業及石油天然氣開采等領域得到越來越多的使用,在這些使用環境中,雙相不銹鋼面臨最主要的腐蝕問題為氫脆。氫主要留存于鋼的晶格間隙中,同時也會以原子的形態留在鋼的組織缺陷處,鋼的組織缺陷主要包括位錯、晶界、空位、微孔洞及第二相微粒等。通常情況下,合金晶格缺陷周邊區域都會具有應變場和應力,有助于將氫吸引在晶格缺陷周邊進而能夠捕獲氫;另外,在擴散機制作用下,金屬或合金的晶格間隙點及內部氫陷阱點的氫原子會達到一個平衡。


 氫(qing)脆的(de)(de)發生與氫(qing)有著十分密切的(de)(de)聯(lian)系(xi),其中氫(qing)的(de)(de)來(lai)源(yuan)主要(yao)有兩(liang)個方(fang)面,即(ji)內氫(qing)和外氫(qing)。


1. 內氫(qing)


  內(nei)(nei)氫(qing)(qing)是(shi)指(zhi)在(zai)(zai)冶煉(lian)、酸洗(xi)、焊接(jie)(jie)等(deng)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)導致(zhi)鋼(gang)(gang)內(nei)(nei)部(bu)(bu)存(cun)在(zai)(zai)氫(qing)(qing),即鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)使(shi)用和實(shi)驗之前(qian)就已經存(cun)在(zai)(zai)氫(qing)(qing),例如(ru),在(zai)(zai)冶煉(lian)鋼(gang)(gang)的(de)(de)進程(cheng)中(zhong)(zhong),爐(lu)內(nei)(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)水發(fa)生分解(jie)進而導致(zhi)氫(qing)(qing)的(de)(de)生成;鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)電(dian)鍍前(qian)和熱(re)(re)處理后全部(bu)(bu)要經過(guo)酸洗(xi)這一過(guo)程(cheng),在(zai)(zai)這過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)跟酸會進行電(dian)化學反應進而導致(zhi)氫(qing)(qing)在(zai)(zai)陰極區生成,這些氫(qing)(qing)中(zhong)(zhong)有的(de)(de)會擴散(san)到鋼(gang)(gang)的(de)(de)內(nei)(nei)部(bu)(bu);焊接(jie)(jie)是(shi)一種(zhong)局部(bu)(bu)冶煉(lian)過(guo)程(cheng),涉(she)及焊縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)融化和凝固(gu),當(dang)焊條藥(yao)皮或者環境中(zhong)(zhong)含有較多水分時,在(zai)(zai)焊接(jie)(jie)的(de)(de)局部(bu)(bu)高溫(wen)下(xia)也可以將氫(qing)(qing)代入熔(rong)池,容易將氫(qing)(qing)引(yin)入到金(jin)屬內(nei)(nei)部(bu)(bu)進而造成與白(bai)點類似的(de)(de)問題,于焊接(jie)(jie)熱(re)(re)影響區產生焊接(jie)(jie)冷(leng)裂紋。


2. 外氫


  外氫(qing)(qing)是(shi)(shi)指材料(liao)本身含(han)(han)氫(qing)(qing)量(liang)較少(shao),但是(shi)(shi)在(zai)(zai)致(zhi)氫(qing)(qing)氣(qi)體中及在(zai)(zai)氫(qing)(qing)氣(qi)中工(gong)(gong)作(zuo)或(huo)者(zhe)腐(fu)蝕的(de)(de)陰極過程(cheng)中都(dou)有可(ke)能引(yin)入氫(qing)(qing),這些氫(qing)(qing)都(dou)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)(cheng)原(yuan)子氫(qing)(qing)進(jin)(jin)入到(dao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)內部,例如:石化(hua)工(gong)(gong)業(ye)中的(de)(de)反應塔等(deng)受(shou)力結構鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)是(shi)(shi)在(zai)(zai)具(ju)有氫(qing)(qing)或(huo)者(zhe)硫化(hua)氫(qing)(qing)環境(jing)中進(jin)(jin)行工(gong)(gong)作(zuo)的(de)(de),由于工(gong)(gong)作(zuo)環境(jing)中存在(zai)(zai)氫(qing)(qing)并且氫(qing)(qing)進(jin)(jin)入到(dao)金屬(shu)內部進(jin)(jin)而導致(zhi)應用結構鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)氫(qing)(qing)脆(cui)的(de)(de)產生(sheng);又如析氫(qing)(qing)腐(fu)蝕過程(cheng)中生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)氫(qing)(qing)大部分是(shi)(shi)因為(wei)鋼(gang)(gang)存在(zai)(zai)于H+的(de)(de)介質中,其表(biao)(biao)面(mian)與含(han)(han)氫(qing)(qing)物質發(fa)生(sheng)反應生(sheng)成(cheng)(cheng)[H]或(huo)者(zhe)H2,氣(qi)態氫(qing)(qing)或(huo)者(zhe)吸附在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)表(biao)(biao)面(mian)或(huo)者(zhe)發(fa)生(sheng)分解進(jin)(jin)而形成(cheng)(cheng)活(huo)性氫(qing)(qing)原(yuan)子,能夠(gou)進(jin)(jin)一步導致(zhi)鋼(gang)(gang)發(fa)生(sheng)脆(cui)化(hua)。