输氢用管道的评价方法与选材是确保氢气输送安全性和经济性的关键环节。以下是对输氢用管道评价方法和选材的详细介绍：
输氢用管道的评价方法
1. 宏观性能测试
• 力学性能测试：在含氢环境下对材料开展力学性能测试，包括恒载荷测试、恒应变测试、冲击韧性测试、断裂韧性测试、疲劳性能测试和慢应变速率拉伸测试等。其中，慢应变速率拉伸测试具有制样简单、操作速度快、可以在实际介质中试验、试验包括了延滞断裂全过程等优点，是最常用的测试方法。
• 微观结构分析：通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段，观察材料在氢环境下的微观结构变化，如晶粒尺寸、相组成、位错密度等，从而分析氢对材料微观结构的影响。
2. 微观机理分析
• 氢脆机理研究：研究氢在材料中的扩散、聚集和与缺陷的相互作用等微观机理，以揭示氢脆现象的本质。例如，通过分析氢在材料中的陷阱位置和陷阱能级，了解氢的聚集行为及其对材料性能的影响。
• 疲劳裂纹扩展分析：研究氢环境下材料疲劳裂纹的扩展规律，包括裂纹扩展速率、裂纹扩展路径等。这有助于评估材料在循环载荷下的使用寿命和可靠性。
3. 相容性测试
• 材料相容性试验：在与实际使用条件相当的温度和压力范围内，对材料进行相容性测试。试验种类主要包含慢应变速率拉伸试验、断裂韧性试验、疲劳强度试验及圆盘压力试验等。通过这些试验，可以评估材料在氢气环境中的综合性能，确定其是否适合用于输氢管道。
• 非金属材料性能测试：对于非金属材料，主要围绕老化性能、抗爆性能和渗透性能三个方面开展测试。老化性能测试可评估非金属材料在氢环境下长时间服役力学性能的退化情况；抗爆性能测试可了解材料在气体反复快速减压情况下的损伤情况；渗透性能测试可研究气体分子通过非金属管道或密封件的情况。验等，评估材料在氢气环境下的力学性能变化。
输氢用管道的选材
1. 金属管材：
· 碳钢：常用的碳钢管道等级如API Spec 5L标准X52及以下钢级，已被广泛应用于氢气输送管道。
· 不锈钢：奥氏体不锈钢等氢脆敏感性低的材料，因其良好的耐腐蚀性和机械性能，也被广泛选用。
2. 非金属管材：
· 聚乙烯材料：尽管存在氢气渗透问题，但在年输送量较小的情况下，聚乙烯管仍被考虑用于输氢管道。
3. 涂层材料：
· 采用陶瓷类涂层如Cr2O3、Al2O3等，具有低渗透性和良好的热力学性能，能够有效阻止氢损伤和氢脆现象。
