Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия

А. С. Цветков, заведующий испытательной лабораторией, канд. техн. наук, эл. почта: tsvetkov_as@spbstu.ru

А. Г. Николаева, инженер-исследователь, эл. почта: nikolaeva_ag@spbstu.ru

ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Санкт-Петербург, Россия

С. Ю. Настич, главный научный сотрудник лаборатории исследований материалов Центра развития трубной продукции, докт. техн. наук, эл. почта: S_Nastich@vniigaz.gazprom.ru
А. Б. Арабей, главный научный сотрудник Центра развития трубной продукции, канд. техн. наук, эл. почта: A_Arabey@vniigaz.gazprom.ru

АО «Объединенная металлургическая компания», Москва, Россия
Д. Н. Романенко, главный специалист по инновациям управления по инновационному развитию Дирекции по развитию технологий и продуктов, канд. техн. наук, эл. почта: romanenko_dn1@omk.ru
А. В. Мунтин, директор Инженерно-технологического центра, канд. техн. наук, эл. почта: muntin_av@vsw.ru

Рассмотрена возможность применения предварительного электролитического наводороживания для оценки водородного охрупчивания стали в качестве альтернативного лабораторного метода испытаний в водородсодержащих средах под давлением на примере исследования склонности основного металла и сварного соединения стали марки 05ХГБ и основного металла стали SAWL 485 к возникновению водородного охрупчивания. Использованы исследовательский способ «газовых» испытаний на растяжение с малой скоростью деформации (SSRT) в среде водорода повышенного давления и способ предварительного электролитического наводороживания с последующими механическими испытаниями на воздухе. Выполнен выборочный фрактографический анализ поверхностей разрушения образцов после воздействия водорода. Рассматриваемая методика электролитическогонаводо роживания показала сопоставимые результаты механических испытаний и возможность ее использования в качестве быстрого и безопасного метода оценки склонности сталей к возникновению охрупчивания.

1. Ишков А. Г., Нестеров Н. Б., Романов К. В. и др. Риски использования газотранспортной системы для водородной энергетики // Энергетическая политика. 2024. № 2 (193). С. 56–67.
2. Настич С. Ю., Лопаткин В. А., Арабей А. Б. и др. Изменение механических свойств и характера разрушения металла труб класса прочности К60 под воздействием газообразного водорода в составе транспортируемых метановодородных смесей // Газовая промышленность. 2023. № 6 (850). С. 34–45
3. Mohtadi-Bonab M. A., Ghesmati-Kucheki H. Important factors on the failure of pipeline steels with focus on hydrogen induced cracks and improvement of their resistance: Review paper // Metals and materials international. 2019. Vol. 25. P. 1109–1134.
4. Kuhlmann M., Mitzschke N., Jüttner S. Determination of hydrogen transport behaviour in boron-manganese steels using different methods and boundary conditions // Metals. 2019. Vol. 9. № 9. 1007.
5. Imdad A., Arniella V., Zafra A., Belzunce J. Tensile behavior of 42CrMo4 steel submitted to annealed, normalized, and quench and tempering heat treatments with in-situ hydrogen charging // International journal of hydrogen energy. 2024. Vol. 50. P. 270–280.
6. Tsvetkov A. S., Nikolaeva A. G., Dagaev S. E. et al. Influence of hydrogen pressure and the concentration of hydrogen on the variations of the mechanical characteristics of pipe steel of K52 strength class // Metallurgist. 2025. Vol. 69. № 2. P. 193–203.
7. Wert C. A., Frank R. C. Trapping of interstitials in metals // Annual review of material science. 1983. Vol. 13. № 1. P. 139–172.
8. Цветков А. С., Степанов П. П., Михалев А. Ю. и др. Исследование изменения механических свойств низкоуглеродистой трубной стали после воздействия газообразного водорода под давлением // Металлург. 2025. № 10. С. 20–25.
9. Nastich S. Y., Lopatkin V. A. Effect of hydrogen gas on mechanical properties of pipe metal of main gas pipelines // Metallurgist. 2022. Vol. 66. P. 625–638.
10. Shaposhnikov N. O., Tsvetkov A. S., Strekalovskaya D. A. et al. Physical modeling of steel resistance to hydrogen embrittlement // Key Engineering Materials. 2023. Vol. 943. P. 91–96.
11. Bolobov V., Latipov I. U., Zhukov V. S., Popov G. Using the magnetic anisotropy method to determine hydrogenated sections of a steel pipeline // Energies. 2023. Vol. 16, Iss. 15. 5585.
12. Meng B., Gu C., Zhang L. et al. Hydrogen effects on X80 pipeline steel in high-pressure natural gas/hydrogen mixtures // International journal of hydrogen energy. 2017. Vol. 42. № 11. P. 7404–7412.
13. Wang C., Zhang J., Liu C. et al. Study on hydrogen embrittlement susceptibility of X80 steel through in-situ gaseous hydrogen permeation and slow strain rate tensile tests // International journal of hydrogen energy. 2023. Vol. 48. P. 243–256.
14. Девятерикова Н. А., Лаев К. А., Цветков А. С. и др. Краткая характеристика методов оценки совместимости сталей марок Х52 и Х70 с водородом и результаты испытаний ТБД // Черные металлы. 2024. № 2. С. 32–38.
15. Fan X., Cheng Y. F. Hydrogen pipelines and embrittlement in gaseous environments: An up-to-date review // Applied energy. 2025. Vol. 387. 125636.
16. Zhang P., Laleh M., Hughes A. E. et al. A systematic study on the influence of electrochemical charging conditions on the hydrogen embrittlement behavior of a pipeline steel // International journal of hydrogen energy. 2023. Vol. 48. № 43. P. 16501–16516.

17. Jeong Y. J., Kim S. J. Possibility of false interpretations of hydrogen measurements in ferritic steel after an electrochemical cathodic charging process // International journal of hydrogen energy. 2021. Vol. 46. № 10. P. 7615–7621.
18. Singh V., Singh R., Arora K. S. et al. Hydrogen induced blister cracking and mechanical failure in X65 pipeline steels // International journal of hydrogen energy. 2019. Vol. 44. P. 22039–22049.
19. Jin T., Lin Z. Y., Cheng Y. F. Effect of non-metallic inclusions on hydrogeninduced cracking of API 5L X100 steel // International journal of hydrogen energy. 2010. Vol. 35. № 15. P. 8014–8021.
20. Dong C. F., Liu Z. Y., Li X. G. et al. Effects of hydrogen-charging on the susceptibility of X100 pipeline steel to hydrogen-induced cracking // International journal of hydrogen energy. 2009. Vol. 34. № 24. P. 9879–9884.
21. Полянский В. А., Беляев А. К., Полянский А. М. и др. Водородная хрупкость как результат поверхностных явлений при деформации металлов // Физическая мезомеханика. 2022. № 25 (3). С. 27–37.
22. Пышминцев И. Ю., Хаткевич В. М., Худнев А. А. Влияние условий наводороживания низколегированной трубной стали на сорбционный процесс // Металлы. 2025. № 1. С. 41–50.
23. Tröger M., Boschq C., Wiartw J.-N. et al. Investigations on hydrogen assisted cracking of welded high-strength pipes in gaseous hydrogen // Steely Hydrogen Conference Proceedings. 2014. P. 491–501.
24. Liu Q., Atrens A. A. Critical review of the influence of hydrogen on the mechanical properties of medium-strength steels // Corrosion reviews. 2013. Vol. 3-6. № 31. P. 85–103.
25. Wanzenberg E., Henel M., Brauer H. et al. Forschungsvorhaben «H2-Pims»: wasserstoff im erdgasnetz sicher transportieren // Pipelinetechnik. 2019. Vol. 6. P. 84–93.
26. Thomas A., Szpunar J. A. Hydrogen diffusion and trapping in X70 pipeline steel // International Journal of Hydrogen Energy. 2020. Vol. 45. № 3. P. 2390–2404.
27. Sun L., Li M., Gaudet M. et al. Effect of bainitic microstructure on hydrogen trapping in a low carbon micro-alloyed pipeline steel // International journal of hydrogen energy. 2025. Vol. 136. P. 702–712.