高压临氢管线多采用高强管线钢进行多层多道焊接组装,多次热循环作用会使热影响区组织复杂化程度加剧。资料显示,目前针对X80钢二次热影响区组织对氢脆敏感性的影响规律和作用机理尚不明确,影响了针对最薄弱区域进行安全预防。本文利用焊接热模拟技术制备了热影响区各亚区的组织放大试样,借助环境慢应变速率拉伸(SSRT)试验比较各亚区组织的氢脆敏感性并找出氢脆最敏感组织。通过金相显微镜、背电子散射衍射、透射电镜及X射线衍射分析等技术手段,解析组织因素对氢脆敏感性的协同作用和影响规律。最后,通过不同氢压环境的SSRT试验,确定接头氢脆敏感性最高区域的临界致脆压力,为管线钢临氢环境服役提供参考和工程指导。首先,利用共聚焦金相显微镜研究了二次热循环焊接接头热影响区各个亚区的组织特点,通过SSRT试验确定了各个亚区组织的氢脆敏感性差异,分析组织特征与氢脆敏感性之间的关系。结果表明,在氢气环境下各区组织均表现出不同程度的塑性损失,但其损失程度因各亚区相组成、分布和晶粒尺寸的不同而呈现显著差异。接头各亚区中,再热粗晶区各亚区均呈现较高氢脆敏感性。其次,选取了再热粗晶区各亚区组织比较氢脆敏感性差异,并分析组织因素对材料氢脆行为的作用机理,确定最关键致脆因素。板条贝氏体组织对氢脆更加敏感,其次,其他组织因素如晶界面积、晶体取向差、大角度晶界含量以及MA组元等都会对氢脆敏感性产生影响。其中,MA组元的含量和分布对组织氢脆具有重要影响,呈块状在原奥氏体晶界偏聚的MA组元导致临界粗晶区抗氢脆性能恶化,也是裂纹萌生和扩展的高危位置。最后,根据木桶效应,针对氢脆指数最高的临界粗晶区进行不同氢压环境下的SSRT试验确定其临界致脆氢压,从而获悉接头整体可承受的氢压范围,对其产生氢脆失效的风险进行评估。结果发现,随着压力的升高,试样塑性损失越严重,氢脆敏感性越高。通过比较氢脆敏感性大小,变化幅值以及脆性区占比和变化趋势,确定了临界致脆压力为3.5MPa。