我们如何应用氢脆知识？

CRAIG GIFFORD:
欢迎收看 Ask Swagelok。我是 Craig Gifford，今天请到的是 Buddy Damm，他是世伟洛克冶金学的高级科学家。我们一直在讨论氢脆问题。我们今天要讨论的一个问题是：“世伟洛克如何应用我们关于氢脆的知识？”

BUDDY DAMM:
这是一个非常好的问题。首先我要说的是，氢能经济和氢能市场正在不断发展。世界各地的国家实验室、大学以及企业内部正在进行的研究和开发工作都非常活跃。

现在有很多新的信息发布，所以我们正努力掌握这些信息。我们与客户保持密切联系，在氢能应用方面有很多成功的项目，我们希望不断从中学习。

当我们尝试选择材料时，我们使用的工具之一就是所谓的“相对断面收缩率”。如果在空气中对一种材料进行测试，拉伸直到其断裂，就可以用断面收缩率来测量其延展性。如果在氢气环境中重复该测试，会得到更低的断面收缩率。氢气和空气中的相对差异可以用百分比来表示。

比如说，奥氏体不锈钢是氢气应用中更常见、更有效的合金之一。如果对 304 不锈钢进行测试，会得到 50% 的相对断面收缩率。如果用货架上现成的 316L 来做测试，真的会得到 80% 左右的相对断面收缩率。那就好多了。

现在，世伟洛克使用的是增强型 316L，合金含量更高一些，这样相对断面收缩率就可以达到 90%。

现在，还有一些其他重要的事情，比如焊接。我们的很多客户都会将卡套管焊接在一起，或焊接到我们的元件上。因此，我们希望了解焊接的表现如何。当我们在氢气中测试焊缝时，相比之前的 90%，我们得到大概 85% 的相对断面收缩率。这仍然是非常不错的。

另一个值得关注的部分是应变硬化。我们对 316 不锈钢进行应变硬化或冷加工，以提高其强度，从而承受更大的压力。在氢气中承压能力可达 700 bar 或 10,000 psi。

当我们对冷硬化的产品进行测试时，相比之前的 90%，我们发现相对断面收缩率为 85%。所以，真的很不错。

当然，在实际元件中，我们的设计并不针对会导致断裂的负载。相反，元件承受的是来自外部的周期性循环压力。循环负载会导致因疲劳累积的损伤。因此，重要的是要理解“氢是如何影响疲劳的？”

如果对 304 不锈钢进行测试，比较其在空气中和氢气中的性能，其疲劳循环寿命将缩短 90%。如果对 316L 和合金含量稍高的 316L 进行测试，则疲劳循环寿命损失约为 70%。所以，这仍然很重要，但差别很大。

如果能够做出良好的设计选择来管控应力，那么就可以进行重置。举个例子，适度减小应力可使循环寿命延长十倍。这绝对能够改变游戏规则。

CRAIG GIFFORD:
是啊，这非常厉害。对。好的，谢谢，Buddy。感谢您来到我们的 Ask Swagelok。