<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zldm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Заводская лаборатория. Диагностика материалов</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Industrial laboratory. Diagnostics of materials</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1028-6861</issn><issn pub-type="epub">2588-0187</issn><publisher><publisher-name>ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26896/1028-6861-2019-85-8-53-58</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zldm-1051</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. MECHANICAL TESTING METHODS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оценка надежности металлоконструкций из стали 09Г2С, эксплуатируемых в условиях Севера и Арктики</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Estimation of the reliability of 09G2S steel structures operating in Arctic conditions</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Григорьев</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Grigor’ev</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Григорьев Альберт Викторович.</p><p>677890, Якутск, ул. Октябрьская, 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Al’bert V. Grigor’ev.</p><p>ul. Oktyabr’skaya, 1, Yakutsk, 677890.</p></bio><email xlink:type="simple">greegor1212@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лепов</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lepov</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Лепов Валерий Валерьевич.</p><p>677890, Якутск, ул. Октябрьская, 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Valerij V. Lepov.</p><p>ul. Oktyabr’skaya, 1, Yakutsk, 677890.</p></bio><email xlink:type="simple">greegor1212@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>12</day><month>09</month><year>2019</year></pub-date><volume>85</volume><issue>8</issue><fpage>53</fpage><lpage>58</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Григорьев А.В., Лепов В.В., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Григорьев А.В., Лепов В.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Grigor’ev A.V., Lepov V.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.zldm.ru/jour/article/view/1051">https://www.zldm.ru/jour/article/view/1051</self-uri><abstract><p>Представлены результаты оценки поврежденности и ресурса элементов сварных металлоконструкций из стали 09Г2С при эксплуатации в экстремальных условиях Арктики и Субарктики. Механизм накопления повреждений в стали, претерпевающей низкотемпературный вязкохрупкий переход, оценивали по результатам измерения ударной вязкости образцов с V-образным надрезом в соответствующем интервале температур. На основе анализа экспериментальных данных установлено, что с понижением температуры в наибольшей степени теряет пластичность зона термического влияния, в которой локализуются напряжения и происходит ускоренное развитие трещин и микродефектов. В результате ресурс стальной конструкции снижается. На основе теории накопления повреждений Качанова - Работнова предложена методика оценки интегральной поврежденности материала сварной конструкции из стали, подверженной вязкохрупкому переходу, в зависимости от наработки в определенных климатических условиях. Сравнение численных оценок накопленных поврежденностей в материале конструкций, эксплуатирующихся в экстремальных условиях Республики Саха (Якутия) и в условиях умеренного климата Красноярского края Российской Федерации, позволяет сделать вывод, что наработка на отказ в существенной степени определяется климатическими условиями. Разработанная методика оценки накопления повреждений и прогнозирования ресурса элементов металлоконструкций в диапазоне температур вязкохрупкого перехода позволит уменьшить объем необходимых испытаний без потери достоверности информации. Кроме того, с ее помощью можно диагностировать опасные производственные объекты, доступ к которым ограничен.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The data on damage accumulation and service life of the elements of welded metal structures made of 09G2S steel during their operation in the Far North (regions located mainly north of the Arctic Circle) are presented. The mechanism of damage accumulation in steel undergoing a low-temperature ductile-brittle transition was evaluated by measuring the impact toughness of the V-notched specimens (KCV) in the corresponding temperature range. Analysis of experimental data revealed that the most severe loss in the weld plasticity occurs in the heat-affected zone characteristic with stress localization and accelerated accumulation of the defects and crack development resulting in a decrease the lifetime of steel structures at low temperatures. The method for estimating integral damage of steel welded structure subject to a ductile-brittle transition is proposed proceeding from the Kachanov-Rabotnov damage accumulation theory with due regard to the operating time of the material in severe climatic conditions. Comparison of numerical estimates of accumulated damages in the material of the structures operating in extreme conditions of the Republic of Sakha (Yakutia) and in the climate of the Krasnoyarsk Territory of the Russian Federation allows us to conclude that MTBF and lifetime of the structures are largely determined by climatic conditions.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>поврежденность</kwd><kwd>ресурс</kwd><kwd>низкие температуры</kwd><kwd>вязкохрупкий переход</kwd><kwd>сталь</kwd><kwd>ударная вязкость</kwd><kwd>трещина</kwd><kwd>зона термического влияния</kwd><kwd>потеря пластичности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>damage</kwd><kwd>lifetime</kwd><kwd>low temperature</kwd><kwd>ductile-brittle transition</kwd><kwd>bcc-steel</kwd><kwd>impact toughness</kwd><kwd>crack</kwd><kwd>heat-affected zone</kwd><kwd>loss of plasticity</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Большаков А. М., Иванов А. Р. Исследования на малоцикловую усталость как имитация накопления поврежденности гладких образцов из конструкционной стали / Материалы XIV междунар. научно-технической конференции «Проблемы ресурса и безопасности эксплуатации материалов», г. Санкт-Петербург, 28 - 29 октября 2008 г. С. 231 - 232.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bolshakov A. M., Ivanov A. R. Low-cycle Research of Structural Steel Smooth Samples as an Imitation of Damage Accumulation / XIV International Scientific and Technical Conference “Problems of resource and safe use of materials”, St. Petersburg, October 28 - 29, 2008. P 231 - 232 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Качанов Л. М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974. — 312 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kachanov L. M. Introduction to continuum damage mechanics. — Dordrecht: Nijhoff, 1986. — 135 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Работнов Ю. Н. Введение в механику разрушения. — М.: Наука, 1987. — 80 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rabotnov Yu. M. Introduction to fracture mechanics. — Moscow: Nauka, 1987. — 80 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гиренко В. С., Котенков Э. В. Зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения конструкционных сталей и их сварных соединений / Автоматическая сварка. 1985. № 9. С. 13 - 20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Girenko V S., Kotenkov E. V Dependences between the impact toughness and fracture mechanics criteria for structural steels and weld joints / Avtomat. Svarka. 1985. N 9. P 13 - 20 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григорьев А. В., Лепов В. В. Оценка ресурса железнодорожной техники, эксплуатируемой в экстремальных условиях Севера / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 12. С. 42 - 48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigoriev A. V, Lepov V V. Lifetime Estimation of Railroad Equipment Operated in the Extreme North Conditions / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 12. P 42 - 48 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Новожилов В. В. О пластическом разрыхлении / Прикладная математика и механика. 1965. № 4. С. 681 - 689.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Novozhilov V. V. About plastic loosening / Prikl. Matem. Informatika. 1965. Vol. 29. Issue 4. P 681 - 689 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пластичность и разрушение / Под ред. В. Л. Колмогорова. — М.: Металлургия, 1977. — 366 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Plasticity and fracture / V. L. Kolmogorov, ed. — Moscow: Metallurgiya, 1977. — 366 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сопротивление материалов деформированию и разрушению: Справочное пособие. Ч. 2. / Отв. редактор В. Трощенко. — Киев: Наукова думка, 1994. — 701 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Material Stress-strain Resistance: Reference book. Part 2 / V. Troschenko, ed. — Kiev: Naukova dumka, 1994. — 701 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Архангельская Е. А., Лепов В. В., Ларионов В. П. Связная модель замедленного разрушения повреждаемой среды / Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4. № 4. С. 81 - 87.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arkhangelskaya E. A., Lepov V V, Larionov V P. Connected Model of Delayed Fracture of the Damaged Media / Fiz. Mezomekh. 2001. Vol. 4. N 4. P 81 - 87 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lepov V V Structural evolution modeling of damage accumulation processes in modern metallic and polymer nanomaterials /World Journal of Engineering. 2012. Vol. 10.N 5.P 205-212.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lepov V. V Structural evolution modeling of damage accumulation processes in modern metallic and polymer nanomaterials / World Journal of Engineering. 2012. Vol. 10. N 5. P. 205 - 212 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Санников И. И., Коврова Д. Ф., Устинов Е. П. Исследование ударной вязкости конструкционных сталей и сварных соединений, эксплуатирующихся в условиях Крайнего Севера / Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 6(37). Ч. 1. С. 71 - 74.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sannikov 1.1., Kovrova D. F., Ustinov E. P. Study of Impact Toughness of Structural Steel and Weld Joints Operated in the Far North Conditions / Mezhdunar. Nauch.-Issled. Zh. 2015. N 6(37). Part 1. P 71 - 74 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернов В. М., Ермолаев Г. Н., Леонтьева-Смирнова М. В. Вязкость разрушения хромистой (12 %) ферритно-мартенситной стали ЭК-181 при нагружении на сосредоточенный изгиб / Журнал технической физики. 2010. Т. 80. Вып. 7. С. 72 - 77.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernov V M., Yermolayev G. N., Leont’yeva-Smirnova M. V. Fracture Toughness of Chromium (12%) Ferritic-Martensite Steek EK-181 under the Concentrated Bending Loading / Zh. Tekhn. Fiz. 2010. Vol. 80. N 7. P 72 - 77 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Большаков А. М., Голиков Н. И., Сыромятникова А. С., Алексеев А. А., Литвинцев Н. М., Тихонов Р. П. Разрушения и повреждения при длительной эксплуатации объектов нефтяной и газовой промышленности / Газовая промышленность. 2007. № 7. С. 89 - 91.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bol’shakov A. M., Golikov N. I., Syromyatnikova A. S., Alekseyev A. A., Litvintsev N. M., Tikhonov R. P. Failure and Damage of Oil and Gas Industry Projects after the Continuous Service /Gaz. Promyshl. 2007. N 7. P 89 - 91 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григорьев А. В., Лепов В. В., Прокопьев Л. А. Расчет ресурса железнодорожного колеса в условиях низких климатических температур. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018615751. 2018.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorev A. V, Lepov V. V, Prokopyev L. A. Lifetime Estimation of Railroad Wheel at Low Temperature Conditions/ Certificate of state registration of a software. N 2018615751. 2018 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
