氢的来源与输运行为

管道钢中的氢可分为内生氢与外源氢两大类。内生氢主要来源于冶炼、焊接、酸洗和电镀等制造工艺；外源氢则由输送环境中 H₂ 的解离吸附或腐蚀介质（H₂S、CO₂、H₂O）诱发的阴极析氢反应产生。氢分子首先通过范德华力物理吸附于管道内表面，经解离后以氢原子形式渗入钢中，依浓度梯度驱动在间隙位置扩散；遇到位错、空位、晶界、析出相等缺陷时发生局部富集，形成“氢陷阱”，当临界浓度被超越时即可诱发氢致开裂（HIC）。图1展示了掺氢天然气管道中氢的来源、吸附、溶解与扩散示意图。