Анна Викторовна Нечаева,
197101, г. Санкт-Петербург, Пушкарский пер., д. 9.
Anna V. Nechaeva,
9, Pushkarskii per., St. Petersburg, 197101.
Владимир Анатольевич Полянский,
199178, г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой проспект, д. 61.
Vladimir A. Polyanskiy,
61, Bolshoi pr., Vasilevskii ostrov, St. Petersburg, 199178.
Анатолий Митрофанович Полянский,
194021, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29.
Anatoliy M. Polyanskiy,
29, Politekhnicheskaya ul, St. Petersburg, 194021.
Владимир Валерьевич Шалагаев,
197101, г. Санкт-Петербург, Пушкарский пер., д. 9;
199178, г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой проспект, д. 61.
Vladimir V. Shalagaev,
9, Pushkarskii per., St. Petersburg, 197101;
61, Bolshoi pr., Vasilevskii ostrov, St. Petersburg, 199178.
Юрий Алексеевич Яковлев,
199178, г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой проспект, д. 61.
Yuriy A. Yakovlev,
61, Bolshoi pr., Vasilevskii ostrov, St. Petersburg, 199178.
Исследование причин разрушения энергетического оборудования необходимо для их устранения или ограничения, а также для разработки и совершенствования методов технической диагностики. Последняя особенно важна, так как аварии или незапланированная остановка энергетического оборудования наносят большой экономический ущерб. Стандартные методы технической диагностики при оценке остаточного ресурса оборудования включают: механические испытания вырезанных из деталей оборудования образцов, определение их химического состава, структурные исследования и фрактографию металла. Изучают как изломы специально вырезанных для механических испытаний образцов, так и поверхности разрушения, произошедшего в процессе эксплуатации. Общеизвестна опасность развития водородной хрупкости в металлах. Наличие площадок или фасеток хрупкого разрушения обычно связывают с индуцированным водородом разрушением или с водородным охрупчиванием. Прямые измерения концентрации растворенного в металлических образцах водорода стандартами не предусмотрены, поэтому диагностика развития водородной хрупкости носит лишь качественный характер. Проведенные нами исследования показывают, что стандартных подходов недостаточно для технической диагностики труб поверхностей нагрева котельного оборудования. Накопление водорода в процессе эксплуатации может не иметь видимых признаков коррозии или структурных изменений. Обнаружено, что водород и внешняя термомеханическая нагрузка индуцируют анизотропию механических и структурных свойств сталей труб поверхностей нагрева. В результате характер разрушения вырезанных из стенок труб образцов зависит от ориентации испытательных нагрузок относительно главных осей тензора напряжений эксплуатационных (рабочих) нагрузок. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что при установлении причин аварий и обследовании рабочих теплообменников в целях оценки их остаточного ресурса необходимо дополнительно проводить измерения распределения концентрации растворенного водорода в металле и механические испытания кольцевых образцов.
Research into the causes of failure of power equipment is necessary to eliminate or restrict their impact, as well as to develop and improve technical diagnostic methods. The last reason is especially important, since accidents or unscheduled shutdowns of power equipment result in serious damage to the economy. Standard methods of technical diagnostics used to assess the residual life of the equipment include mechanical tests of the samples cut from parts of the equipment, determination of their chemical composition, structural studies and fractography of metal fractures. The danger of hydrogen embrittlement in metals is well known. Presence of the areas of brittle fracture or facets is usually associated with hydrogen-induced fracture or hydrogen embrittlement. Direct measurements of the concentration of hydrogen dissolved in metal samples are beyond the scope of regulatory requirements, thus making quantification of the development of hydrogen embrittlement rather difficult. We have shown that technical diagnostics of the pipes of heating surfaces of boiler equipment necessitates additional approaches to the evaluation of hydrogen embrittlement. Hydrogen accumulation during operation may not show visible signs of corrosion or structural changes. It is shown that hydrogen and external thermomechanical load induce the anisotropy in the mechanical and structural properties of the pipe steels. As a result, the nature of the destruction of samples cut from pipe walls depends on the orientation of the test loads relative to the main axes of the stress tensor of operational (working) loads. Experimental data obtained indicate that when determining the causes of accidents and examining heat exchangers to assess their residual life, it is necessary to measure the distribution of the concentration of dissolved hydrogen in the metal and to carry out mechanical tests of ring samples.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.