- Код статьи
- S30345391S0869573325014150-1
- DOI
- 10.7868/S3034539125014150
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 1
- Страницы
- 41-50
- Аннотация
- Исследована кинетика сорбции и десорбции водорода при электролитическом наводороживании стали марки 09Г2С. Предложен метод определения эффективного коэффициента диффузии водорода и метод расчета концентрационного профиля по сечению цилиндрического образца. Показано, что при газовом насыщении равновесная концентрация водорода при давлении 25 МПа в исследуемом материале без приложенных напряжений не превышает 1 ppm. Исследовано влияние напряженно-деформированного состояния на сорбционный процесс при наводороживании из газовой фазы. Предложен метод количественной оценки равновесной концентрации водорода в зависимости от давления и уровня растягивающих напряжений с учетом пластической деформации.
- Ключевые слова
- водород водородная энергетика наводороживание водородное охрупчивание напряжение деформация диффузия сорбция равновесная концентрация трубная сталь
- Дата публикации
- 03.02.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 20
Библиография
- 1. Johnson, W. On some remarkable changes produced in iron and steel by the action of hydrogen and acids / W. Johnson // Proceedings of the royal society of London. 1874. V.23. P.169-178.
- 2. Fremy, M.E. On the composition of cast iron and steel / M.E. Fremy // J. Franklin Inst. 1861. V. 72. № 5. P. 342-346.
- 3. Мороз, Л.С. Водородная хрупкость металлов / Л.С. Мороз, Б.Б. Чечулин. - М.: Металлургия. 1967. Т. 275. - @@ Moroz L.S., Chechulin B.B. “Hydrogen brittleness of metals”. -M.: Metallurgiya, 1967. V. 275.
- 4. Гельд, П.В. Водород в металлах и сплавах / П.В. Гельд., Р.А. Рябов. - М.: Металлургия, 1974. - @@ Geld P.V., Ryabov. R.A. “Hydrogen in metals and alloys”. - М.: Metallurgiya, 1974.
- 5. Heidersbach, R. Metallurgy and corrosion control in oil and gas production / R.Heidersbach. - [S.l.]: John Wiley & Sons, 2018.
- 6. Герасимова, В.В. Водородная хрупкость корпусных сталей / В.В. Герасимова, Е.Ю. Ривкин, - [Б.м.: б.и.], 1976. - @@ Gerasimova V.V., Rivkin E.Yu. “Hydrogen brittleness of nuclear reactor vessel steels”. - [S.l.: s.n.], 1976.
- 7. Ушков, С.С. Конструкционные материалы для глубоководных аппаратов / С.С. Ушков, Г.И. Николаев, В.И. Михайлов [и др.] // Судостроение. 2004. №. 5. С.111-114. - @@ S. S. Ushkov, G.I. Nikolaev, V.I. Mihajlov, et al. “Structural materials for deep-sea vehicles” // Sudostroenie. 2004. №. 5. P. 111-114.
- 8. Муравьев, К.А. Влияние водорода на сопротивление образованию трещин в сварных соединениях судостроительных сталей/ К.А.Муравьев // Технические науки - от теории к практике. 2012. №. 6-1. С. 54-59. - @@ Murav`ev K.A. “The effect of hydrogen on crack resistance in welded joints of shipbuilding steels” //Tekhnicheskie nauki - ot teorii k praktike. 2012. №. 6-1. P. 54-59.
- 9. Холодный, В.И. Способ защиты от разрушений энергетических установок, использующих водород в качестве рабочего тела / В.И. Холодный, Н.С. Гончаров, Н.К Мешков [и др.]. - [Б.м.: б.и.], 1997. - @@ V.I. Holodnyj, N.S. Goncharov, N.K. Meshkov, et al. “A method of protection against destruction of power plants using hydrogen as a propellant”. - [S.l. : s.n.], 1997.
- 10. Faye, O.A. Critical review on the current technologies for the generation, storage, and transportation of hydrogen / O. Faye, J. Szpunar, U. Eduok // Intern. J. Hydrogen Energy. 2022. V.47. №29. P.13771-13802.
- 11. Godula-Jopek, A. Hydrogen storage technologies: new materials, transport, and infrastructure / A. GodulaJopek, W. Jehle, J. Wellnitz. - [S.l.]: John Wiley & Sons. 2012.
- 12. Sokolsky, S. Best practices in hydrogen fueling and maintenance facilities for transit agencies / S. Sokolsky, J. Tomic, J.B. Gallo // World Electric Vehicle J. 2016. V. 8. №2. P.553-556.
- 13. Nanninga, N.E. Comparison of hydrogen embrittlement in three pipeline steels in high pressure gaseous hydrogen environments / N.E. Nanninga, Y.S. Levy, E.S. Drexler, et al. // Corros. Sci. 2012. V.59. P.1-9.
- 14. Liu Q. A critical review of the in uence of hydrogen on the mechanical properties of medium-strength steels / Liu Q., A. Atrens // Corros. Rev. 2013. V.31. №3-6. P.85-103.
- 15. Barrera, O. Understanding and mitigating hydrogen embrittlement of steels: a review of experimental, modelling and design progress from atomistic to continuum / O. Barrera, D. Bombac, Chen Y., et al. // J. Mater. Sci. 2018. V.53. №9. P.6251-6290.
- 16. Pluvinage, G. Pipe networks transporting hydrogen pure or blended with natural gas, design and maintenance / G. Pluvinage, J. Capelle, M.H. Meliani // Eng. Failure Anal. 2019. V.106. Art.104164.
- 17. Яковлев, Ю.А. Модели влияния водорода на механические свойства металлов и сплавов / Ю.А. Яковлев, В.А. Полянский, Ю.С Седова [и др.] // Вест. Перм. нац. иссл. политех. ун-та. Механика. 2020. №3. С. 136-160. - @@ Yakovlev Yu.A., Polyanskiy V.A., Sedova Yu.S., et al. “Models of hydrogen in uence on the mechanical properties of metals and alloys”. PNRPU Mechanics Bul. 2020. №3. P.136-160. DOI: 10.15593/ perm.mech/2020.3.13.
- 18. Настич, С.Ю. Влияние газообразного водорода на механические свойства металла труб магистральных газопроводов / С.Ю. Настич, В.А. Лопаткин // Металлург. 2022. №6. С.17-27. - @@ Nastich S.Yu., Lopatkin V.A. “Influence of gaseous hydrogen on mechanical properties of metal for pipes of main gas pipelines” // Metallurg. 2022. №6. P.17-27.
- 19. Пумпянский, Д.А. Водородное охрупчивание трубных сталей / Д.А. Пумпянский, И.Ю. Пышминцев, В.М. Хаткевич [и др.] // Металлы. 2023. №3. С.36-46. DOI: 10.31857/S0869573323030059. - @@ Pumpyanskiy D.A., Pyshmintsev I.Yu., Khatkevich V.M. [et al.]. “Hydrogen embrittlement of pipe steels” // Metally. 2023. №3. P.36-46. DOI: 10.31857/S0869573323030059.
- 20. Пумпянский, Д.А. Основы металловедения и технологии производства труб из коррозионно-стойких сталей / Д.А. Пумпянский, И.Ю. Пышминцев, А.В. Выдрин [и др.]. - М.: Металлургиздат, 2023. 682 с.- @@ Pumpyanskiy D.A., Pyshmintsev I.Yu., Vydrin A.V. [et al.]. l. “Fundamentals of Materials Science and Production Technology of Corrosion-Resistant Steel Pipes”. - Moscow: Metallurgizdat, 2023. 682 p.
- 21. Ишков, А.Г. Риски использования газотранспортной системы для водородной энергетики / А.Г. Ишков, Н.Б. Нестеров, К.В. Романов [и др.] // Энергетическая политика. 2024. №2 (193). С.56-67. - @@ Ishkov A.G., Nesterov N.B., Romanov K.V. [et al.]. “Risks of using a gas transportation system for hydrogen energy” // Energeticheskaya politika. 2024. №2 (193). P.56-67.
- 22. Колачев, Б.А. Водородная хрупкость металлов. - М.: Металлургия, 1985. 216 с. - @@ Kolachev B.A. “Hydrogen brittleness of metals”. - Moscow: Metallurgiya, 1985. 216 p.
- 23. Писарев, А.А. Проницаемость водорода через металлы / А.А. Писарев, И.В. Цветков, Е.Д. Маренков [и др.] // МИФИ. 2008. Т.144. - @@ Pisarev A.A., Cvetkov I.V., Marenkov E.D., et al. “Permeability of hydrogen through metals” // MIFI. 2008. V.144.
- 24. Pisarev, A.A. Hydrogen adsorption on the surface of metals / A.A. Pisarev // Gaseous hydrogen embrittlement of materials in energy technologies. - [S.l.]: Woodhead Publ. 2012. P. 3-26.
- 25. Nagumo, M. Fundamentals of hydrogen embrittlement / M. Nagumo. - Singapore: Springer, 2016. V.921.
- 26. Michler, T. Assessing the effect of low oxygen concentrations in gaseous hydrogen embrittlement of DIN 1.4301 and 1.1200 steels at high gas pressures / T. Michler, I.E. Boitsov, I. Malkov [et al.]. // Corros. Sci. 2012. V.65. P.169-177.
- 27. Ryu, K.M. Hydrogen behavior in Ti-added reduced activation ferritic-martensitic steels / K.M. Ryu, D.G. Lee, J. Moon, et al. // Metals and Mater. Inter. 2021. V.27. P.425-435.
- 28. Olden, V. Hydrogen diffusion and hydrogen in uenced critical stress intensity in an API X70 pipeline steel welded joint-Experiments and FE simulations / Olden V., Alvaro A., Akselsen O. M. // Inter. J. Hydrogen Energy. 2012. V.37. №15. P.11474-11486.
- 29. Thomas, A. Hydrogen diffusion and trapping in X70 pipeline steel / A. Thomas, J.A. Szpunar // Inter. J. Hydrogen Energy. 2020. V.45. №3. С.2390-2404.
- 30. Dong C.F. Effects of hydrogen-charging on the susceptibility of X100 pipeline steel to hydrogeninduced cracking / Dong C.F., Liu Z.Y., Li X.G. [et al.] // Inter. J. Hydrogen Energy. 2009. V.34. №24. P.9879-9884.
- 31. Liu Q. Hydrogen trapping in some advanced high strength steels / Liu Q., Venezuela J., Zhang M. et al. // Corros. Sci. 2016. V.111. P.770-785.
- 32. Osabohien, H. Hydrogen permeability and diffusivity in hydrogen transfer pipelines: the effect of hydrogen pressure / H. Osabohien, A. Onshore // Inter. J. Eng. Appl. Sci. Techn. 2024. V.8. Is.12. P.28-43.
- 33. Merson, E.D. The in uence of electrolytic hydrogenation current density on the concentration of diffusive active hydrogen in S235JR low-carbon steel / E.D. Merson, V.A. Poluyanov , D.L. Merson, et al. // Frontier Mater. Techn. 2015. №4. P.76-82.
- 34. Bolobov, V. I. Estimation of the in uence of compressed hydrogen on the mechanical properties of pipeline steels / V.I. Bolobov, I.U. Latipov, G.G. Popov, et al. // Energies. 2021. V.14. №19. P.6085.
- 35. Pyshmintsev, I.Y. Preliminary assessment of X52 large-diameter pipes suitability for transportation of pressurized pure gaseous hydrogen / I.Y. Pyshmintsev, A.B. Gizatullin, Devyaterikova N.A. [et al.] // Izvestiya. Ferrous Metal. 2023. V.66. №1. P. 35-42.
- 36. Kiuchi K. The solubility and diffusivity of hydrogen in well-annealed and deformed iron / Kiuchi K., McLellan R.B. // Perspectives in Hydrogen in Metals. - [S.l.]: Pergamon, 1986. P.29-52.
- 37. Stopher, M.A. Modelling hydrogen migration and trapping in steels / M.A. Stopher, P. Lang, E. Kozeschnik, P.E.J. Rivera-Diaz-del-Castillo // Mater. Design. 2016. V.106. P.205-215.
- 38. Liu Q. Determination of the hydrogen fugacity during electrolytic charging of steel / Liu Q., Atrens A.D., Shi Z. [et al.] // Corros. Sci. 2014. V.87. P.239-258.
- 39. Michler, T. Review and assessment of the effect of hydrogen gas pressure on the embrittlement of steels in gaseous hydrogen environment / T. Michler, K. Wackermann, F. Schweizer // Metals. 2021. V. 11(4). P.637.
- 40. San Marchi C. Permeability, solubility and diffusivity of hydrogen isotopes in stainless steels at high gas pressures / San Marchi C., B.P. Somerday, S.L. Robinson // Inter. J. Hydrogen Energy. 2007. V.32. №1. P.100-116.
- 41. Штремель, М.А. Прочность сплавов: в двух частях. Ч.2. - М.: [б.и.]. 1997. - @@ Shtremel M.A. “Strength of alloys”. Pt.2. - Moscow: [S.n.], 1997.