【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气储运与材料防腐领域，具体地，涉及一种多场耦合条件下的氢脆管材数值分析方法。
技术介绍
1、
2、高强钢以其耐高温、易加工等优点，被广泛应用于氢运输管道、储氢罐等关键设备。然而，高强钢在服役期间常伴有氢原子的渗入；进入金属中的氢，会存在于间隙晶格位置，还可被困在如晶界、位错和基体-粒子界面等微观缺陷处。在应力梯度作用下，服役期的钢材高应力区会逐渐富集氢原子，并发生多场耦合物理化学作用，使管材力学性能下降，导致高强度钢氢脆断裂风险增大。钢的氢脆敏感性随着管材受力强度的不断提高而急剧增加，大多数受氢腐蚀的钢铁材料没有任何失效时的迹象，在使用过程中就可能断裂，造成严重事故。
3、因此，考虑在多场耦合条件下，基于电化学和力学实验，建立一种数值模拟分析方法，提高对管材氢脆现象的评估水平，以降低钢制管材氢脆断裂的事故风险。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术旨在提供一种多场耦合条件下的氢脆管材数值分析方法，以钢制管材试验结果为依托，开展有关氢扩散、钢材内聚力等多场耦合计算分析，判定钢制管材受氢脆影响的具体过程与作用程度。
2、本专利技术提供的技术方案是，一种多场耦合条件下的氢脆管材数值分析方法，选用高强度合金钢精细加工成光滑圆棒试样，以电化学制氢充氢，研究试样中不同氢含量对钢材力学性能的影响，获取试验数据；以内聚力区张力位移关系为核心，开展多场顺序耦合，用以研究任意氢扩散时刻的金属拉伸断裂模拟过程；基于氢扩散行为假设，开展多场直接耦
3、具体的，包括以下步骤：
4、s1、电化学制氢充氢，开展高强度合金钢氢致断裂试验分析；
5、s2、以张力位移关系为核心，开展多场顺序耦合氢致断裂数值计算分析；
6、s3、以氢扩散物理模型为核心，开展多场直接耦合氢致断裂数值计算分析；
7、s4、基于钢制管材裂纹拓展机理，在有无氢两种状态下比较断裂计算结果。
8、本专利技术的技术效果是：
9、本专利技术依托试验本身数据，贴合实际，符合钢材氢脆损坏特征，据此做出的多场耦合数值模拟分析数据结果准确度高，真实性强，对复杂环境下的钢制管材掺氢输送状况研究有很强的理论指导意义。
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1.一种多场耦合条件下的氢脆管材数值分析方法，其特征在于，选用高强度合金钢精细加工成光滑圆棒试样，以电化学制氢充氢，研究试样中不同氢含量对钢材力学性能的影响，获取试验数据；以内聚力区张力位移关系为核心，开展多场顺序耦合，用以研究任意氢扩散时刻的金属拉伸断裂模拟过程；基于氢扩散行为假设，开展多场直接耦合氢致断裂数值计算分析；基于钢制管材裂纹拓展机理，在有无氢两种状态下比较断裂计算结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1电化学制氢充氢的具体操作为：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，按照金属晶格氢浓度分布，以高斯散度定律为基础，得到氢扩散控制方程；
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3中的氢扩散行为假设为：
【技术特征摘要】
1.一种多场耦合条件下的氢脆管材数值分析方法，其特征在于，选用高强度合金钢精细加工成光滑圆棒试样，以电化学制氢充氢，研究试样中不同氢含量对钢材力学性能的影响，获取试验数据；以内聚力区张力位移关系为核心，开展多场顺序耦合，用以研究任意氢扩散时刻的金属拉伸断裂模拟过程；基于氢扩散行为假设，开展多场直接耦合氢致断裂数值计算分析；基于钢制管材裂纹拓展机理，在有无氢两种状态下比较断裂计算结果。...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨立伟，黄坤，张栀，陈坤，周兴宇，王泽霖，张紫超，赵仕琦，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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