In Situ Ultrasonische Charakterisierung der Wasserstoffschaden-Evolution in X80-Pipeline-Stahl

Eine zerstörungsfreie Bewertung des Wasserstoffschadens von Materialien in einer Wasserstoffumgebung ist wichtig für die Überwachung der Betriebsbedingungen verschiedener Geräte. In dieser Arbeit wurde ein neues thermostatisches elektrolytisches Wasserstoffierungs-in-situ-Ultraschall-Testsystem (In Situ TEH-UT) entwickelt. Das System funktioniert durch die Kombination von Kreuzkorrelationsverzögerungsschätzung und Amplitudenschätzung im Frequenzbereich und verbessert somit die Messgenauigkeit in Bezug auf die Ultraschall-Ausbreitungszeit und Amplitude, was eine in-situ-Ultraschallbewertung des Wasserstoff-Ladeprozesses in X80-Pipeline-Stahl ermöglicht. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass bei einem Wasserstoff-Ladecurrent von 30 mA/cm² die Wasserstoffsättigungszeit von X80-Pipeline-Stahl 800 Minuten beträgt. Zwischen 0 und 800 Minuten zeigen der Dämpfungskoeffizient und die Amplitudendämpfung eine starke lineare Beziehung zur Wasserstoff-Ladezeit. Nach 800 Minuten verändern sich der Dämpfungskoeffizient und die Amplitudendämpfung nicht weiter, während der Dämpfungskoeffizient stark schwankt. Durch die Charakterisierung der Mikrostrukturen der analysierten Materialien wurde festgestellt, dass wasserstoffinduzierte Risse (HICs) der Hauptgrund für die Veränderung der Ultraschallparameter waren, und der Mechanismus hinter der wasserstoffinduzierten Schaden-Schicht (HIDL) wurde bestimmt. Diese Studie bietet Referenzbedeutung für die Klärung des Änderungsmechanismus der Ultraschallparameter unter Wasserstoffschadenbedingungen und zur Bestimmung des Ausmaßes des Wasserstoffschadens mithilfe einer Ultraschalltechnik.