为缓解天然气的紧缺压力,实现煤炭的高效清洁利用,煤制天然气得到了大力发展。与传统的天然气不同,煤制气中含有一定量的氢气,氢致脆化成为相关长输管线的关键安全问题。在管道运输过程中,煤制气中其他气体组分的存在、氢气分压的变化以及管线内有水分导致内壁产生腐蚀产物膜等一系列环境因素,都有可能影响氢的吸附、渗透过程,从而影响管线钢的氢脆敏感性。目前专门针对煤制气环境下的类似研究还很少见,因此,有必要研究高强度X80管线钢在煤制气环境中的氢渗透行为及对氢脆敏感性的影响。本文采用模拟与实验相结合的方法,利用VASP软件包计算煤制气中四种主要组分（H₂、CO₂、CH₄、N₂）在铁金属表面的吸附行为,同时进行高压氢渗透实验验证。结果表明,H₂分子在铁（111）表面分解成原子,以化学吸附的形式吸附在表面,其他三种气体在表面不分解,仍保持原来的稳定结构,为物理吸附。12 MPa总压的氢渗透实验表明:氢渗透电流的大小仅与氢气所占的分压有关,而与总压关系不大;氢气对氢渗透过程的稳态电流起决定性作用,其他组分的加入不会引起渗氢电流的明显变化。因此,为了便于研究,本课题均采用纯氢气来代替混合煤制气环境。X80钢在不同氢压下的氢渗透实验和慢拉伸实验结果表明,在12 MPa的氢压范围内,氢气压力的提高对氢扩散系数没有显著的影响,而稳态渗氢电流密度与吸附氢浓度均随着氢压的升高而增大。随氢气压力的升高,X80钢的变形量、断后伸长率、断面收缩率、断裂能均减小,氢脆系数增大,氢脆敏感性增加。分析认为,12 MPa的氢气压力只能导致试样发生一定的弹性变形,对氢扩散系数基本没有影响,氢气压力的升高导致吸附氢浓度的增加,材料的塑性损失随氢浓度的升高而增大。带有腐蚀产物膜的X80钢在不同氢压下的氢渗透及慢拉伸实验结果表明,当有腐蚀产物膜存在时,稳态渗氢电流密度、氢扩散系数以及吸附氢浓度均较大,腐蚀产物膜促进了X80钢的氢渗透行为。拉伸后材料的变形量、断后伸长率、断面收缩率、断裂能均减小,氢脆系数增大,即腐蚀产物膜的存在使X80钢的氢脆敏感性增加,塑性损失加剧。结合腐蚀产物膜结构及成分分析发现,该产物膜整体上比较均匀致密,但表面略粗糙,局部存在少量的裂纹、孔洞等缺陷,这些缺陷的存在大大增加了氢的吸附表面积和氢扩散通道,促进了氢的吸附、进入和渗透过程,吸附的氢浓度增大,氢脆敏感性增加。