zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2026-92-6-34-41zldm-2856Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯTESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. PHYSICAL METHODS OF TESTING AND QUALITY CONTROLИсследование коррозионного износа углеродистых строительных сталей при консервации в среде инертных газовStudy of corrosion wear of carbon building steels during preservation in an inert gas environmentКорниловаА. В.KornilovaA. V.

Анна Владимировна Корнилова

Anna V. Kornilova 

26, Yaroslavskoye sh., Moscow, 129337

ШуваловА. Н.ShuvalovA. N.

Александр Николаевич Шувалов

129337, Москва, Ярославское ш., д. 26.

Aleksandr N. Shuvalov 

26, Yaroslavskoye sh., Moscow, 129337

ЕрмаковВ. А.ErmakovV. A.

Валентин Алексеевич Ермаков

129337, Москва, Ярославское ш., д. 26.

Valentin A. Ermakov 

26, Yaroslavskoye sh., Moscow, 129337

Ermakov@mgsu.ruКорневО. А.KornevO. A.

Олег Александрович Корнев

129337, Москва, Ярославское ш., д. 26.

Oleg A. Kornev 

26, Yaroslavskoye sh., Moscow, 129337

National Research University “MGSU”Russian FederationНациональный исследовательский университет «МГСУ»РоссияNational Research University “MGSU”Russian Federation2026040720269263441Copyright © Корнилова А.В., Шувалов А.Н., Ермаков В.А., Корнев О.А., 20262026Корнилова А.В., Шувалов А.Н., Ермаков В.А., Корнев О.А.Kornilova A.V., Shuvalov A.N., Ermakov V.A., Kornev O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/2856

Один из эффективных способов консервации различных материалов — консервация в среде инертных газов. Цель работы — исследование коррозионного износа углеродистых строительных сталей при консервации в среде инертных газов. С использованием локальных прогнозных моделей анализировали связь объемной доли кислорода в защитной среде, химический состав сплавов, подвергающихся консервации, и скорость коррозии. Показано, что для углеродистых строительных сталей скорость коррозии в защитной среде практически не зависит от содержания химических элементов. Чем больше соотношение никелевого и хромого эквивалентов, тем больше сталь подвержена коррозионному износу. При испытаниях образцов из стали С345 (09Г2С) в вакуумном шкафу с контролем заданного уровня кислорода установлено, что скорость коррозии в первоначальный период резко возрастает вследствие образования оксидных пленок, а затем уменьшается за счет того, что образовавшиеся продукты коррозии перекрывают доступ коррозионной среды к неповрежденному металлу. Прогнозируемая скорость коррозии стали 09Г2С в среде с содержанием кислорода 1 и 2 % составила 0,0026 и 0,0077 мм/год соответственно. Сравнение прогнозируемых данных, полученных расчетом по хромовому эквиваленту и по отношению эквивалентов, показало, что для строительных сталей расчет по хромовому эквиваленту дает более высокие значения скоростей коррозии. Полученные результаты могут быть использованы при оценках прогнозируемой скорости коррозии строительных сталей и допустимой объемной доли кислорода в среде защитного газа при консервации.

One effective method for preserving various materials is preservation in an inert gas atmosphere. The objective of this study is to investigate the corrosion wear of carbon structural steels during preservation in an inert gas atmosphere. Using local predictive models, the relationship between the volume fraction of oxygen in the protective atmosphere, the chemical composition of the alloys undergoing preservation, and the corrosion rate was analyzed. It was shown that for carbon structural steels, the corrosion rate in the protective atmosphere is practically independent of the content of chemical elements. The higher the ratio of nickel to chromium equivalents, the more susceptible the steel is to corrosion wear. During tests of S345 (09G2S) in a vacuum chamber with controlled oxygen levels, it was found that the corrosion rate increases sharply in the initial period due to the formation of oxide films, and then decreases because the resulting corrosion products block the corrosive medium’s access to the undamaged metal. The predicted corrosion rates of 09G2S steel in media containing 1 and 2% oxygen were 0.0026 and 0.0077 mm/year, respectively. A comparison of the predicted data obtained by calculation based on the chromium equivalent and the equivalent ratio showed that for structural steels, the calculation based on the chromium equivalent yields higher corrosion rates. The results obtained can be used in assessing the predicted corrosion rate of structural steels and the permissible volume fraction of oxygen in the protective gas atmosphere during preservation.

строительные сталикоррозияникелевый эквивалентхромовый эквивалентдиаграмма Шеффлераинертный газдоверительный интервалbuilding steelscorrosionnickel equivalentchromium equivalentScheffler diagraminert gasconfidence intervalРабота финансировалась за счет средств бюджета институтаReferencesЭнциклопедия по машиностроению XXL. https://mash-xxl.info/article/177461 (дата обращения 17.03.2025).Encyclopedia of Mechanical Engineering XXL. https://mash- xxl.info/article/177461 (access 03/17/2025) [in Russian].Lu S.-Y., Yao K.-F., Chen Y.-B., et al. The effect of tempering temperature on the microstructure and electrochemical properties of a 13 wt.% Cr-type martensitic stainless steel / Electrochim. Acta. 2015. Vol. 165. P. 45 – 55. DOI: 10.1016/j.electacta.2015.02.038Lu S.-Y., Yao K.-F., Chen Y.-B., et al. The effect of tempering temperature on the microstructure and electrochemical properties of a 13 wt.% Cr-type martensitic stainless steel / Electrochim. Acta. 2015. Vol. 165. P. 45 – 55. DOI: 10.1016/j.electacta.2015.02.038Pournazari S., Maijer D., Asselin E. Effects of dissolved oxygen and temperature on the corrosion properties of B206 and A356 aluminum alloys exposed to seawater / Nace Corrosion. 2016. No. NACE-2016-7561.Pournazari S., Maijer D., Asselin E. Effects of dissolved oxygen and temperature on the corrosion properties of B206 and A356 aluminum alloys exposed to seawater / Nace Corrosion. 2016. No. NACE-2016-7561.Zhong X., Lu W., Yang H., et al. Oxygen corrosion of N80 steel under laboratory conditions simulating high pressure air injection: analysis of corrosion products / J. Petroleum Sci. Eng. 2019. Vol. 172. P. 162 – 170. DOI: 10.1016/j.petrol.2018.09.058Zhong X., Lu W., Yang H., et al. Oxygen corrosion of N80 steel under laboratory conditions simulating high pressure air injection: analysis of corrosion products / J. Petroleum Sci. Eng. 2019. Vol. 172. P. 162 – 170. DOI: 10.1016/j.petrol.2018.09.058Li X., Shi B., Pan J., et al. Study on the oxygen content of oxygen-reducing air flooding based on anticorrosion considerations / Lithosphere. 2022. No. 6264272. P. 1 – 12. DOI: 10.2113/2022/6264272Li X., Shi B., Pan J., et al. Study on the oxygen content of oxygen-reducing air flooding based on anticorrosion considerations / Lithosphere. 2022. No. 6264272. P. 1 – 12. DOI: 10.2113/2022/6264272He S., Jiang D., Sun Z. Effect of deformation-induced martensite on protective performance of passive film on 304 stainless steel / Int. J. Electrochem. Sci. 2018. Vol. 13. No. 5. P. 4700 – 4719. DOI: 10.20964/2018.05.11He S., Jiang D., Sun Z. Effect of deformation-induced martensite on protective performance of passive film on 304 stainless steel / Int. J. Electrochem. Sci. 2018. Vol. 13. No. 5. P. 4700 – 4719. DOI: 10.20964/2018.05.11Костина М. В., Криворотов В. И., Костина В. С. и др. Особенности химического состава и структурно-фазового состояния, обусловившие снижение коррозионной стойкости деталей из стали 18Cr – 10Ni / Известия вузов. Черная металлургия. 2021. Т. 64. № 3. С. 217 – 229. DOI: 10.17073/0368-0797-2021-3-217-229Kostina M. V., Krivorotov V. I., Kostina V. S., et al. Features of the chemical composition and structural and phase state that led to a decrease in the corrosion resistance of parts made of 18Cr – 10Ni steel / Izv. Vyzov. Cher. Met. 2021. Vol. 64. No. 3. P. 217 – 229 [in Russian]. DOI: 10.17073/0368-0797-2021-3-217-229Monrrabal G., Bautista A., Guzman S., et al. Influence of the cold working induced martensite on the electrochemical behavior of AISI 304 stainless steel surfaces / J. Mater. Res. Technol. 2019. Vol. 8. No. 1. P. 1335 – 1346. DOI: 10.1016/j.jmrt.2018.10.004Monrrabal G., Bautista A., Guzman S., et al. Influence of the cold working induced martensite on the electrochemical behavior of AISI 304 stainless steel surfaces / J. Mater. Res. Technol. 2019. Vol. 8. No. 1. P. 1335 – 1346. DOI: 10.1016/j.jmrt.2018.10.004Barbucci A., Cerisola G., Cabot P. Effect of cold-working in the passive behavior of 304 stainless steel in sulfate media / J. Electrochem. Soc. 2002. Vol. 149. No. 12. P. B534 – B542. DOI: 10.1149/1.1516774Barbucci A., Cerisola G., Cabot P. Effect of cold-working in the passive behavior of 304 stainless steel in sulfate media / J. Electrochem. Soc. 2002. Vol. 149. No. 12. P. B534 – B542. DOI: 10.1149/1.1516774Das A., Dorafshan S. Feasibility of hyperspectral sensing for detection of early stages of corrosion in structural steel / NDT & E Int. 2025. Vol. 154. No. 103399. DOI: 10.1016/j.ndteint.2025.103399Das A., Dorafshan S. Feasibility of hyperspectral sensing for detection of early stages of corrosion in structural steel / NDT & E Int. 2025. Vol. 154. No. 103399. DOI: 10.1016/j.ndteint.2025.103399Rahman M., Zhao B., Pan S., et al. Microstructure-informed machine learning for understanding corrosion resistance in structural alloys through fusion with experimental studies / Comput. Mater. Sci. 2025. Vol. 248. No. 113624. DOI: 10.1016/j.commatsci.2024.113624Rahman M., Zhao B., Pan S., et al. Microstructure-informed machine learning for understanding corrosion resistance in structural alloys through fusion with experimental studies / Comput. Mater. Sci. 2025. Vol. 248. No. 113624. DOI: 10.1016/j.commatsci.2024.113624Пахомов В. С. Коррозия металлов и сплавов: справочник. — М.: Наука и технологии, 2013.Pakhomov V. S. Corrosion of metals and alloys: handbook. — Moscow: Nauka i tekhnologii, 2013 [in Russian].Костина М. В., Ригина Л. Г., Костина В. С. и др. Расчетная оценка растворимости азота и фазового состава в стали на основе Fe – 13 % Cr при ее дополнительном легировании (Mn, Mo, V, Nb) / Металлы. 2023. ¹ 2. С. 64 – 77. DOI: 10.31857/s086957332302009xKostina M. V., Rigina L. G., Kostina V. S., et al. Calculated estimation of nitrogen solubility and phase composition in steel based on Fe – 13 % Cr with its additional alloying (Mn, Mo, V, Nb) / Metally. 2023. No. 2. P. 64 – 77 [in Russian].Schaeffler A. L. Constitution diagram for stainless steel weld metal / Met. Progr. 1949. Vol. 56. No. 11. P. 680.Schaeffler A. L. Constitution diagram for stainless steel weld metal / Met. Progr. 1949. Vol. 56. No. 11. P. 680.Пикеринг Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей / Пер. с англ. — М.: Металлургия, 1982. — 182 с.Pickering F. B. Physical metallology and the development of steels. — Moscow: Metallurgiya, 1982. — 182 p. [in Russian].Бабаков А. А., Приданцев М. В. Коррозионностойкие стали и сплавы. — М.: Металлургия, 1971. — 319 с.Babakov A. A., Pridantsev M. V. Corrosion-resistant steels and alloys. — Moscow: Metallurgiya, 1971. — 319 p. [in Russian].Потак Я. М., Сагалевич Е. А. Структурная диаграмма деформируемых нержавеющих сталей / МиТОМ. 1971. № 9. С. 12 – 16.Potak Ya. M., Sagalevich E. A. Structural diagram of deformable stainless steels / Metalloved. Term. Obrab. Met. 1971. No. 9. P. 12 – 16 [in Russian].Корнилова А. В., Батарин Р. В., Тет Паинг M. Коэрцитивная сила конструкционных сталей. — Лап Ламберт Академик Паблишинг, 2016. — 160 с.Kornilova A. V., Baturin R. V., Tet Paing M. Coercive force of structural steels. — LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. — 160 p. [in Russian].Арефьев Ю. В., Шалыго А. А. Опыт применения коэрцитиметрии при обследовании технического состояния строительных металлоконструкций / В мире неразрушающего контроля. 2016. Т. 19. № 1. С. 44 – 48.Arefyev Yu. V., Shalygo A. A. Experience of using coercitimetry in the examination of the technical condition of building metal structures / V Mire Nerazrush. Kontr. 2016. Vol. 19. No. 1. P. 44 – 48 [in Russian].Корнилова А. В. Микроструктурный мониторинг как фактор управления рисками при эксплуатации металлоконструкций / Промышленное и гражданское строительство. 2023. ¹ 3. С. 36 – 41. DOI: 10.33622/0869-7019.2023.03.36-41Kornilova A. V. Microstructural monitoring as a risk management factor in the operation of metal structures / Prom. Grazhd. Stroit. 2023. No. 3. P. 36 – 41 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.