Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Влияние диффузионно-подвижного и связанного водорода на водородную хрупкость стали

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-8-59-66

Полный текст:

Аннотация

В нефтегазовой промышленности часто возникают аварийные ситуации, обусловленные разрушением трубопроводов в результате наводороживания и коррозии. Коррозионный процесс и наводороживание металла приводят к тому, что при некотором критическом соотношении толщины металла и его прочности в результате внутреннего давления транспортируемого по газопроводу газа в стенке трубы образуются сквозные отверстия. Несмотря на широкие исследования, многие вопросы, связанные с этой проблемой, требуют дальнейших исследований. Это касается, в частности, вопросов кинетики хрупкого разрушения металла стенок трубопровода и роли диффузионно-подвижного (активного) и молизованного (связанного) водорода в этом процессе. Путем электрохимического насыщения водородом цилиндрических образцов из стали установлено совпадение зоны проникновения электролитического водорода и области зарождения трещины отрыва. Другими словами, зону приповерхностного распределения водорода можно считать локальной областью реализации микроскола при испытании на сопротивление отрыву. Это позволяет исследовать кинетику и концентрационные зависимости хрупкого разрушения стали под влиянием как диффузионно-подвижного, так и молизованного водорода, т.е. в условиях обратимой и необратимой водородной хрупкости. С помощью установленного размерного эффекта проникновения электрохимически внедренного водорода в цилиндрические стальные образцы разного диаметра изучена водородная хрупкость стали при контроле локальной концентрации водорода в приповерхностном слое. В результате проведенных кинетических исследований впервые получены зависимости сопротивления отрыву (микросколу) от концентрации диффузионно-подвижного и молизованного водорода в зоне микроскола. На основе электронно-фрактографического исследования изломов образцов стали 18ХГМФ показано, что в соответствии со стадийностью развития хрупкости изменяется и морфология излома. Исходное вязкое разрушение сменяется типично хрупким отрывом при обратимой хрупкости. В дальнейшем, по мере развития необратимой хрупкости, наблюдается смешанное разрушение. Полученная трехстадийная зависимость изменения сопротивления отрыву с учетом состояний водорода подтверждает различную физическую природу процессов на различных стадиях водородной хрупкости и объясняет известное разделение водородной хрупкости на обратимую и необратимую влиянием диффузионно-подвижного и связанного водорода соответственно.

Об авторах

Л. В. Шашкова
Оренбургский государственный университет
Россия

Шашкова Лидия Владимировна.

460018, Оренбург, просп. Победы, д. 13.



Н. А. Манаков
Оренбургский государственный университет
Россия

Манаков Николай Александрович.

460018, Оренбург, просп. Победы, д. 13.



Е. С. Козик
Оренбургский государственный университет
Россия

Козик Елена Станиславовна.

460018, Оренбург, просп. Победы, д. 13.



Е. В. Свиденко
Оренбургский государственный университет
Россия

Свиденко Екатерина Валерьевна.

460018, Оренбург, просп. Победы, д. 13.



Список литературы

1. Полторацкий Л. М., Громов В. Е., Чинокалов В. Я. Водород в сталях и сплавах (современное состояние вопроса). — Новокузнецк: СибГИУ, 2008. — 162 с.

2. Панченко О. В. К вопросу о методах определения диффузионного водорода / Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2011. № 9. С. 57 - 61.

3. Савченков Э. А., Шашкова Л. В. Размерный эффект электрохимического проникновения водорода в стальные цилиндрические образцы / Известия РАН. Металлы. 1997. № 3. С. 169 - 174.

4. Шашкова Л. В. О методическом подходе к изучению кинетики водородного охрупчивания сталей / Международный научно-исследовательский журнал. 2012. № 5(5). Ч. 1. С. 30 - 36.

5. Богодухов С. И., Козик Е. С. Материаловедение. — Старый Оскол: ТНТ, 2014. — 536 с.

6. Богодухов С. И., Гарипов В. С., Козик Е. С., Солосина Е. В. Термическая обработка твердого сплава Т14К8 / Заготовительные производства в машиностроении. 2012. № 12. С. 41.

7. Guo Zhixing, Xiong Ji, Yang Mei, Jiang Cijin / J. Alloys and compounds. 2008. №1-2.E 157.

8. Горелик С. С., Расторгуев Л. H., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. — М.: МИСиС, 2002. — 360 с.

9. Богодухов С. И., Гарипов В. С., Свиденко Е. В. Анализ физических и механических свойств твердых сплавов после упрочняющей обработки / Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 5. С. 35 - 39.

10. Александрова Л. И., Лошак М. Г., Горбачева Т. Б., Вираксина А. В. Рентгенографическое исследование термообработанных твердых сплавов WC — Co / Промышленное машиностроение. 1986. № 5. С. 93 - 98.

11. Смирнова А. В., Кокорин Г. А. Электронная микроскопия в металловедении: справ. изд. — М.: Металлургия, 1985. — 192 с.

12. Бондаренко В. А., Богодухов С. И. Обеспечение качества и улучшение характеристик режущих инструментов: учебник. — М.: Машиностроение, 2000. — 144 с.

13. Шмыков А. А. Справочник термиста. Изд. 2-е. — М.: Книга по требованию, 2012. — 290 с.

14. Рыбин Ю. И. Математическое моделирование и проектирование технологических процессов обработки металлов. — СПб.: Наука, 2004. — 644 с.

15. Уманский Я. С., Скаков Ю. А., Иванов А. Н., Расторгуев Л. Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. — М.: Металлургия, 1982. — 632 с.


Для цитирования:


Шашкова Л.В., Манаков Н.А., Козик Е.С., Свиденко Е.В. Влияние диффузионно-подвижного и связанного водорода на водородную хрупкость стали. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019;85(8):59-66. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-8-59-66

For citation:


Shashkova L.V., Manakov N.A., Kozik E.S., Svidenko E.V. The effect of diffusion-mobile and combined hydrogen on hydrogen brittleness of steel. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2019;85(8):59-66. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-8-59-66

Просмотров: 35


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)