氢能是我国实行“双碳”产业战略发展的重要方向，纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用是解决氢能大规模安全稳定输送难题的关键。然而输氢管线钢在服役过程中易发生断裂失效，造成极大安全隐患，严重制约安全高效输氢技术的发展。对于管线钢压力渗氢导致的氢脆问题研究不深入，即无法研发有效的抗氢致开裂技术；缺乏管线钢氢环境下的运行安全评价模型，无法实现集约高效的安全管理。本研究在中组部青年人才项目、国家自然科学基金等项目的支持下，历经7年攻关，针对输氢管道氢致开裂机理，不同显微组织的氢偏聚行为等展开一系列创新研究，并基于管线钢氢脆机理和氢扩散动力学研发输氢管道裂纹扩展速率预测模型，解决输氢管道完整性评价这一核心科学问题。主要科学发现如下：
  发现点1：揭示氢原子浓度引起的管线钢微观释能行为和韧脆转变机理，并提出使ɑ-Fe由塑性变形增强到塑性变形抑制的临界氢原子浓度，挪威科学院院士ZhangZhiliang教授评价本研究揭示了使金属发生断裂模式转化的临界氢原子浓度和主要断裂模式；发现点2：确定管线钢不同显微组织的氢脆敏感性，阐明晶界、相界面的氢偏聚行为，并明确氢致开裂的基本形式和裂纹起源，兰切斯特大学的Rivera-Diaz-Del-Castillo，P.E.J.会士认为该研究对显微组织抗氢技术开发影响巨大；发现点3：阐明应力、温度对管线钢氢偏聚的影响，提出使管线钢氢脆最剧烈的温度阈值，并得到量化模型，日本京都大学教授、日本材料研究协会会士KazuhoOkada在研究中应用了该模型验证了氢对位错滑移带的影响规律；发现点4：揭示管道交变载荷变化频率对氢致管道裂纹的影响机理，提出并量化了应力频率阈值现象，揭示了交变载荷中小循环对氢原子的偏聚作用，研发针对不同管道本体氢原子浓度、交变载荷、温度的氢扩散动力学管道裂纹扩展速率预测模型，加拿大皇家科学院、工程院两院院士FrankCheng教授认为该模型是对氢致裂纹速率预测的重要发展。
  成果主要完成人以第一和通讯作者发表相关论文40余篇，总引用次数超过6000次（含海外求学期间发表文献）。发表文章含金属学顶级期刊ActaMaterialia（8篇）、腐蚀方向顶级期刊CorrosionScience（5篇），其中ESI高被引文章3篇，两位完成人被评为《全球前2%顶尖科学家榜单》(WorldsTop2%Scientists2023)。通过该项目，主要完成人主持氢脆方向省部级以上基金13项，包括中组部青年千人项目1项，国家自然科学基金面上项目、青年项目等，主要成员以第一完成人获得中国安全生产协会科技进步二等奖1项、美国机械工程师协会最佳论文1项、山东省腐蚀与防护学会自然科学二等奖1项。