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近年来海洋油气资源的开发与利用发展迅速,海洋构筑物的防腐显得越来越重要,国内外研究及工程实践表明,阴极保护技术可以有效防止海洋钢结构的腐蚀。但如果阴极保护电位过负,极易导致阴极析氢反应的发生,造成氢原子在钢基体表面吸附并向内部扩散,最终致使钢结构发生氢脆断裂。钢结构的高强化、焊接热过程导致的组织变化、工作载荷和外界应力作用,均会影响氢向钢内的渗透行为,从而影响阴极保护下海洋钢结构的安全。针对薄弱的焊接热影响区,开展海洋高强钢结构在阴极保护下的氢渗透研究,对于保证重大海洋结构的整体寿命、防止灾难性事故的发生具有重要意义。然而目前专门针对阴极保护和应力耦合作用下X80管线钢及其焊接热影响区氢渗透行为的相关研究还很少见。本文采用焊接热模拟技术获得X80管线钢焊接热影响区不同区域的大尺寸试样,对其进行不同阴极保护电位及应力水平下的氢渗透试验,并计算不同条件下的氢渗透动力学参数。试验结果表明:各种应力水平下,渗氢电流密度均随着阴极极化电位的负移而升高,析氢敏感电位负于-1050 mV(vs.SCE);在不同应力水平下进行-1100 mV(vs.SCE)阴极极化氢渗透时,X80钢母材及焊接热影响区各亚区的氢渗透参数具有相同的变化规律,即渗氢电流密度在拉伸过程中随着应力的增加先升高后降低,完全塑性变形后期又大幅升高,氢表观扩散系数Da随着应力的增大也呈现先增大后减小的规律;同一应力水平下,氢表观扩散系数Da随着热循环峰值温度的提高而增加,而吸附氢浓度呈现与表观扩散系数相反的规律。通过金相组织观察和电子背散射衍射(EBSD)分析结果可知,热循环峰值温度的不同使得试样具有不同的显微组织及大角度晶界数量,由此造成的氢陷阱密度和陷阱结合能的不同是导致不同区域氢扩散系数差异的原因;60%Rt0.5弹性应力作用下由于晶格膨胀变大、金属原子间隙增大使得氢原子更易穿过,导致氢渗透电流和扩散系数的增加;通过计算陷阱结合能证实,出现塑性变形后新生成的位错充当可逆氢陷阱增加了对氢原子的捕获,试样中氢陷阱密度增多,氢渗透电流密度及氢扩散系数随之降低。