0 前 言

随着石油天然气行业的发展， 高钢级管线钢因具备强度和韧性较高、 焊接性能优良等特点，已经成为大直径、 高压力、 长距离输送管道的首要选择

， 我国已经建成的西气东输、 川气东送等众多大型油气管道工程均采用了高强度管线钢。油气管道大多在特定的载荷和环境中服役， 在这些服役条件下可能诱发管线钢发生变形、 断裂和腐蚀进而导致管道失效。 管道失效不仅会造成巨额的经济损失， 而且极易发生泄漏、 爆炸等安全事故危及企业安全生产

， 因此油气管道运行安全至关重要。 工程上管线大多采用焊接的方法进行连接， 由于焊接接头处存在组织梯度， 且各个区域性能差别较大， 在焊接接头处易发生失效。 此外， 在油气管道运输过程中时常伴有氢气、 硫化氢等气体， 这些物质的存在会加速焊接接头的腐蚀， 存在潜在的安全隐患

。 研究表明， 氢元素进入管道金属内部会影响基体的塑性和韧性， 进而加速管道的腐蚀

； 天然气中的氢吸附在管线钢表面， 会降低管道的力学性能

； 材料表面被腐蚀后， 很容易产生氢渗透， 导致氢脆

， 氢脆通常也会引起氢致开裂和腐蚀疲劳

。 由此可见， 管线钢的氢渗透问题是影响运输安全的重要因素之一。

随着西气东输二线工程和中俄东线工程的开展， 我国成为了拥有X80 钢管道里程最长的国家， 在国际上X80 管线钢的研发技术也趋于成熟， 但还存在腐蚀、 疲劳等许多安全问题

。 因此， 对X80 管线钢的焊接热影响区和氢渗透问题进行深入研究具有重要意义。 本研究利用焊接热模拟技术获得了峰值温度为800～1 350 ℃的X80管线钢热影响区， 分析了其显微组织、 显微硬度和氢渗透行为， 探究了热影响区组织对氢渗透行为的影响。

自动化技术在机械设备制造中有着非常重要的应用，将其与计算机结合应用来构建智能化控制系统，能够将机械设备制造中的各个环节充分集成起来，进而形成一个整体，并完成机械设备的全过程自动化制造。智能化控制系统利用人机交互界面来进行控制与操作，用户只需通过人机界面即可设置相应的设备参数与生产模式，同时还可根据智能化控制系统提供的各类数据来进行分析，并采取最佳的制造方案。

着重发展家庭式和社区式模式。目前我国临终关怀家庭式护理模式严重缺失，而家庭式护理模式具有极大的优势及良好的发展前景，既可克服专业性医院缺失的问题，又可满足人们的心理，是理想型发展模式。中小城市应增加对该模式的投入，大力发展家庭式临终关怀服务。同时，可以同国家新近提出的“陪亲假”配套实施，即独生子女带薪护理假制度，由企业或政府制定适当的方案，给予适当合理的陪亲假，让子女有更多的时间陪伴老人、临终者，并且配合家庭式临终关怀专业人员给临终者营造一个更加舒适的氛围，保证临终者的生命质量。再次，开设相关机构，专门提供家庭式服务，促使临终关怀事业发展完善。

1 试验材料及方法

试验材料为X80 管线钢， 其化学成分见表1，图1 所示为显微组织形貌及其M-A 组元分布。由图1 可见， X80 管线钢组织主要由晶粒细小的铁素体和粒状贝氏体组成， M-A 组元主要呈粒状和岛状分布。

试验通过Gleeble-3500 焊接热模拟试验机制备不同峰值温度的X80 管线钢热影响区组织试样， 试样尺寸为11 mm×11 mm×71 mm， 升温速率为160 ℃/s， 保温时间为1 s， t

为13.4 s，峰值温度分别设定为800 ℃、 900 ℃、 1 150 ℃、1 250 ℃和1 350 ℃。

氢渗透试验按照GB/T 30074—2013 的要求来进行

， 将热模拟试样在厚度方向上减薄至1 mm作为氢渗透试样， 利用D-S 双电解池、电化学工作站 （Interface1000） 和恒电位仪（DJS-292C） 进行氢渗透试验， 试验温度为25±1 ℃， 以饱和甘汞电极作为参比电极， 铂片电极作为辅助电极。 试验前使用恒电位仪将试样在阳极池的瓦特溶液中进行镀镍， 镀镍电流为5 mA/cm

， 随后在0.2 mol/L 的NaOH 溶液中对试样施加0.2 V 电位， 消除背景电流。 当背景电流降至0.1 μA/cm

以下并保持稳定后，向阴极池内加入3.5%NaCl+1 g/L 的Na

S 水溶液， 重启电化学站与恒电位仪， 对试样进行充氢， 充氢电流为5 mA/cm

。 待通氢试验曲线稳定后， 通过对稳态电流曲线分析来研究不同峰值温度焊接热影响区的氢渗透行为。

随后将制备完成的热模拟试样进行打磨、 抛光， 分别用3%硝酸酒精和Lepera 溶液对试样进行腐蚀， 利用3D 超景深显微镜 （KEYENCE VHX-5000） 对各试样的显微组织和M-A 组元进行观察。 利用显微硬度计 （HXD-1000TMC）在试样表面随机选取5 个点测量其显微硬度， 并求取平均值。

2 结果与讨论

2.1 峰值温度对焊接热影响区显微组织的影响

此外， 焊接热影响区组织的M-A 组元含量和形态也会影响氢脆敏感性， M-A 组元含量越低， 分布越分散， D 越高

。 研究结果显示， 峰值温度越高焊接热影响区组织的M-A 组元含量越低， 分布越分散， 随着峰值温度的升高， J

和D 逐渐升高， 与C

的变化是相反的； 而母材的M-A 组元与此规律不符， 推测主要是由于母材组织均匀， 受大角度晶界、 位错密度、 晶界平直程度影响较大， 从而减小了M-A 组元的影响。因此母材的氢脆敏感性最低， 部分相变区的氢脆敏感性最高。

2.2 峰值温度对焊接热影响区M-A 组元的影响

图3 为不同峰值温度的焊接热影响区M-A 组元的形态和分布图， 利用Ipp6.0 软件对所拍摄的M-A 组元进行定量分析， 结果如图4 所示。 由图4可见， 随着峰值温度的升高， 焊接热影响区M-A组元含量逐渐降低， 且其形状和分布都发生了明显的变化。 峰值温度为800 ℃时， M-A 组元主要呈岛状， 由于组织发生不完全的奥氏体化， 分布不均匀； 峰值温度为900 ℃时， M-A 组元主要呈岛状和粒状， 分布较为均匀。 峰值温度为1 150～1 350 ℃时， M-A 组元主要分布在原奥氏体晶界，在粒状贝氏体板条束之间也可见部分的M-A 组元。

以上三种接班模式虽然在能力和忠诚两个维度上有优劣之分，但是具体选择哪一种模式还要充分考虑来自内部和外部的影响因素，[4]这些因素会对接班模式的能力和忠诚度要求产生不同的影响，从而需要不同的接班模式。

2.3 峰值温度对焊接热影响区硬度的影响

通常， J

和D 越小、 C

越大， 管线钢的氢脆敏感性越高， 越易发生氢脆使管线钢产生裂纹， 进而导致管道失效

。 由表2 可知， 母材的J

和D 最大， C

最小， 故氢脆敏感性最低， 不易发生氢脆。 随着峰值温度的升高， 焊接热影响区组织的J

和D 逐渐增大， C

逐渐减小， 表明随着峰值温度的升高， 焊接热影响区组织氢脆敏感性减弱， 氢脆发生的可能性也逐渐降低。

2.4 峰值温度对焊接热影响区组织氢渗透行为的影响

当系统扩散氢达到稳态后， 对电流密度变化曲线进行分析可得氢扩散通量J

、 氢有效扩散系数D 和吸附氢浓度C

， 各参数的大小反映了氢脆敏感性程度， 具体计算公式

为

图6 所示为母材及不同峰值温度的焊接热影响区的渗氢过程中电流密度变化曲线。 由图6 可见， 阴极开始充氢后， 渗氢电流密度增加需要一个孕育期， 时间大约为300 s， 之后随着渗氢时间的增加， 电流密度不断上升， 最后达到稳态。

（1） 峰值温度为800 ℃时， 焊接热影响区组织为部分相变区， 该区域组织主要为多边形铁素体和粒状贝氏体， 晶粒较小， 组织不均匀； 峰值温度为900 ℃时， 焊接热影响区组织为细晶区，该区域的组织主要为细小的多边形铁素体和粒状贝氏体， 晶粒较细小， 组织均匀； 峰值温度为1 150℃、 1 250 ℃、 1 350 ℃时焊接热影响区组织为粗晶区， 晶粒较大， 组织主要为板条状贝氏体、 粒状贝氏体和铁素体。

图5 所示为X80 管线钢母材及不同峰值温度下焊接热影响区硬度变化曲线。 由图5 可见， 焊接热影响区组织发生了明显的软化， 随着峰值温度的升高， 显微组织硬度先升高后降低， 在1 150 ℃时取得最大值。 这与组织的转变结果一致。

研究发现， 大角度晶界、 位错密度、 晶界平直程度等是影响氢扩散和氢陷阱形成的主要原因

。 大角度晶界具有较高的能量、 位错密度和空位缺陷， 产生的氢陷阱数量较多， 氢被捕获的效率高， 难以扩散， 氢脆敏感性较大； 晶界越平直，氢陷阱数量越少， 氢的捕获效率低， 易于扩散，氢脆敏感性较小

。 本试验母材组织较均匀， 主要由细小的铁素体和粒状贝氏体组成， 大角度晶界和位错密度相对较小， 产生的氢陷阱数量少， 氢捕获效率低， 故氢脆敏感性低。 峰值温度为800 ℃时， 焊接热影响区组织为不完全相变区， 由于相变不完全， 组织不均匀， 大角度晶界与位错密度的数量较多， 可逆氢陷阱与不可逆氢陷阱的数量也随之变多， 氢大量被捕获， 故部分相变区的J

和D 最低而C

最高； 峰值温度为900 ℃时， 焊接热影响区组织为细晶区， 组织较为均匀， 其位错密度低于部分相变区， 但由于细晶区的晶界平直程度没有粗晶区的高， 所以细晶区的J

、 D、 C

处于粗晶区与部分相变区之间； 峰值温度为1 150～1 350 ℃时焊接热影响区组织为粗晶区， 晶界较为平直， 大角度晶界数量较少且位错密度低， 氢在材料内部扩散的通路较为平直， 不可逆与可逆氢陷阱较少， 氢的捕获量较少， 故J

和D 较高， 而C

较低。

图2 所示为不同峰值温度焊接热影响区显微组织形貌。 由图2 可以看出， 峰值温度为800 ℃时， 组织为铁素体和贝氏体， 晶粒大小分布不均匀； 该区域峰值温度介于A

～A

之间， 加热过程中发生不完全奥氏体化； 冷却过程中奥氏体化的区域又转变为细小的铁素体和贝氏体， 而未发生奥氏体化的区域， 晶粒只是逐渐长大。 峰值温度为900 ℃时， 焊接热影响区为细晶区， 组织为细小的铁素体和粒状贝氏体， 且发生了完全奥氏体化， 此过程相当于进行了一次正火热处理； 在冷却过程中， 奥氏体转变为细晶铁素体， 又因为铁素体的形成过程是一个向外排碳的过程， 故最后转变的奥氏体含碳量较高， 最终转变为粒状贝氏体。 峰值温度为1 150 ℃、 1 250 ℃和1 350 ℃时， 焊接热影响区均为粗晶区， 组织均以粒状贝氏体为主， 原奥氏体晶界清晰可见； 随着峰值温度的升高， 原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加， 在峰值温度为1 350 ℃时， 出现了部分铁素体组织； 在同一个原奥氏体晶粒内部， 铁素体板条束相互平行。

3 结 论

表2 为采取上述公式得出的母材及不同峰值温度下焊接热影响区氢渗透曲线参数的计算结果。

（2） 峰值温度为800 ℃时， 焊接热影响区组织的M-A 组元含量最高为17.4%； 峰值温度为1 350 ℃时， 焊接热影响区组织的M-A 组元含量较低为6.8%。

几十年前陶行知曾说过：“不要让孩子成为人上人，不要让孩子成为人下人，也不要让孩子成为人外人，要让孩子成为人中人。”“人中人”指的是平常人，平常人不是无所作为，而是要有平和的心态，正常、快乐地成长。

（3） 峰值温度为800 ℃时， 焊接热影响区硬度最低； 峰值温度为1 150 ℃时， 焊接热影响区的硬度最高。

在培训展开期间，可依据不同的阶段对志愿者的语言服务能力进行评价与考核。并依据考查结果对志愿者的岗位进行分类，依次为普通志愿者、骨干志愿者、专业志愿者和翻译志愿者。考核内容以培训内容为基础，辅以情景模拟，主题演讲等展现个人能力的形式，涵盖活动基础知识、市情概况、情景英语沟通能力、基本接待礼仪、中外文化差异、专业英语表达与翻译服务能力等。

（4） 在焊接热影响区组织中， 部分相变区的氢扩散通量和氢扩散系数最低而吸附氢浓度最高， 容易造成氢聚集， 进而引起氢脆等现象。

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