材料学院学术报告三十七：气相氢-铁原子间作用本质及氢气管输的材料挑战

报告主题：气相氢-铁原子间作用本质及氢气管输的材料

挑战

报告嘉宾：程玉峰（教授，加拿大卡尔加里大学）

时  　间：2024年7月12日（周五）下午14:00

地　　点：材料学院守璞楼534会议厅

报告人简介

程玉峰，加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士。现任卡尔加里大学终身教授、先进材料与制造中心主任、加拿大能源管道领域国家首席教授，2019年命名为加拿大杰出材料科学家。主要从事氢气、二氧化碳和石油/天然气管道的电化学腐蚀、应力腐蚀开裂、氢脆与结构安全研究。出版个人研究专著4部，发表期刊论文300余篇，引用近两万次，H-因子81，名列材料学科世界前万分之六最有影响力科学家。

在高压气相氢-铁原子间作用及气相氢脆研究方面做出开创性成果，建立气相环境氢原子产生、吸附与吸收过程热力学理论；发展在役天然气管道掺氢输送适应性评价技术；建立超临界二氧化碳输送管道腐蚀预测及管理技术；提出冶金微观电化学理论概念，建立机械-电化学交互作用下应力腐蚀反应热力学与动力学；发展新一代多物理场耦合效应评估技术，改善能源管道服役状况诊断精确性。

先后获美国腐蚀工程协会 (NACE) H.H. Uhlig奖与技术成就奖、美国材料协会 (ASM) Brian Ives奖、美国材料防护与服役协会 (AMPP) Oladis Troconis de Rincón奖、加拿大冶金与材料协会 (MetSoc) 金属化学奖、加拿大矿业冶金与石油协会 (CIM) 杰出讲座奖、国际先进材料协会 (IAAM) 金质勋章与先进材料Laureate称号等。现为美国腐蚀工程协会 (NACE)、英国腐蚀协会 (ICorr) 、中国腐蚀与防护学会、英国材料矿业与矿产协会 (IMMM) 、国际先进材料协会 (IAAM)会士，担任期刊Journal of Pipeline Science and Engineering (KeAi/Elsevier) 主编。

报告内容简介

近年来，加速能源转型以促进净零排放目标的早日实现已成为各国共识。氢是一种“绿色”与零排放的燃料，被普遍认为将在化石燃料替代与能源转型过程中发挥重要的作用，许多国家和国际组织都发表了氢能经济战略白皮书。

氢的高效、经济、安全运输是发展氢能经济战略不可缺少的一环。与其它运输方式相比，利用现有天然气管道实现掺氢输送，可大大降低新建管道高额投资，加速规模化氢能经济的实现。安全是发展氢气管道技术的首要问题。管线钢在高压氢气环境中存在发生氢脆的潜在风险。而管线钢气相氢脆的发生，取决于氢分子在钢表面解离吸附、氢原子产生、氢-铁原子间轨道杂化、氢原子吸附与吸收等一系列过程，而该过程具有与金属液相氢脆截然不同的机制。气相氢脆问题的复杂性使得领域内存在不少未解疑问，甚至误解。

本报告将系统介绍气相环境中氢-铁原子间交互作用的机理，详细说明氢分子在钢表面发生解离吸附的热力学条件，针对管线钢晶面以及晶界、位错和夹杂物等“活性位点”，建立稳定的氢原子吸附构型，确定介质中杂质气体如氧气、一氧化碳、水蒸气和甲烷对氢的解离吸附的影响，说明了管道气相氢脆的本质，并在理论研究基础上，发展在役管道在掺氢输送条件下发生气相氢脆的评估技术。

欢迎有兴趣的师生前来参加！

材料学院

2024年7月8日