Исследование коррозионых свойств конструкционных сталей с использованием магнитных характеристик

Неоднородности кристаллической структуры и химического состава, наличие примесных элементов, образующих включения, вызывают отклонения свойств объекта контроля от требуемых физико-механических параметров. Это существенно сказывается на надежности и сроке эксплуатации изделия. В работе представлены результаты исследования склонности конструкционных сталей к коррозии в агрессивной среде с использованием магнитных характеристик. В процессе термообработки сталь претерпевает структурно-фазовые превращения, меняющие ее свойства, включая магнитные и коррозионные. Исследовали термообработанные образцы статей 09Г2С, СтЗ, 15ХСНД. Кроме основного магнитного параметра — коэрцитивной силы, использовали также спектральные характеристики образцов, полученные с помощью кривой перемагничивания — петли магнитного гистерезиса. Для выявления связи скорости коррозии и коэрцитивной силы применяли многопараметровый подход с гармоническими составляющими в качестве диагностических параметров. Определение скорости коррозии в данном случае может быть сведено к классическим задачам технической диагностики. Установлено, что комплексный параметр, основанный на гармонических составляющих, полученных с использованием петли магнитного гистерезиса, и скорость коррозии имеют выраженную взаимосвязь. Выявленная взаимозависимость позволяет разработать неразрушающий метод прогноза коррозионной стойкости конструкционных сталей. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования экспресс-метода определения коррозионно-опасных зон сталей с помощью магнитных параметров.

1. Нестеров Д., Сидорчук М., Миллионщиков В. и др. Коррозия резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов / Технадзор. 2015. № 11(108). С. 540 - 541.

2. Быстрова О. Н. Локальная коррозия углеродистой стали в резервуарах для очистки сточных нефтепромысловых вод / Вестник Технологического университета. 2016. Т. 19. № 4. С. 43 - 46.

3. Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. — Л.: Химия, 1989. — 456 с.

4. Белеевский В. С., Куделин Ю. И. Коррозия: теория и практика. — М.: Спутник 4-, 2011. — 275 с.

5. Новиков В. Ф., Устинов В. П., Муратов К. Р. и др. О возможности магнитного метода контроля коррозионной стойкости стали / Коррозия: материалы, защита. 2018. № 8. С. 34-38.

6. Novikov V. Е., Sokolov В. A., Neradovskiy D. F., Muratov К. R. A technique for predicting steel corrosion resistance / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 289. Is. 1. P. 12. DOI: 10.1088/1757-899X/289/1/012013

7. Скорчеллетти В. В. Теоретические основы коррозии металлов. — Л.: Химия, 1973. — 284 с.

8. Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.

9. Помазова А. В., Панова Т. В., Геринг Г. И. Влияние раз-нозернистости структуры на коррозионную стойкость наружной поверхности труб из углеродистой стали 20, применяемых в теплоэнергетике / Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2014. Т. 14. № 4. С. 37 - 44.

10. Чувильдеев В. Н., Копылов В. И., Нохрин А. В. и др. Влияние локального химического состава границ зерен на коррозионную стойкость титанового сплава / Письма в журнал технической физики. 2016. Т. 42. № 24. С. 24 - 32.

11. Гутман Э. М. Механохимия металлов и защита от коррозии. — М.: Металлургия, 1981. — 270 с.

12. Мовчан Т. Г., Есипова Н. Е., Ерюкин П. В. и др. Механо-химические эффекты в процессах коррозии металлов / Журнал общей химии. 2005. Т. 75. № 11. С. 1761 - 1767.

13. Матюк В. Ф., Бурак В. А. Контроль качества отпуска закаленных изделий из конструкционных среднеуглеродистых сталей импульсным магнитным методом / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 9. С. 31 - 36.

14. Михеев М. Н., Горкунов Э. С. Магнитные методы неразрушающего контроля структурного состояния и прочностных характеристик термически обработанных изделий (обзор) / Дефектоскопия. 1985. № 3. С. 3-21.

15. Лобанов М. Л., Сысолятина И. П., Чистяков В. К. и др. О возможности неразрушающего контроля величины зерна на промежуточных этапах производства электротехнической стали / Дефектоскопия. 2003. № 8. С. 55 - 70.

16. Вида Г. В., Ничипурук А. П. Магнитные свойства термообработанных сталей. — Екатеринбург: Институт физики металлов УрО РАН, 2005. — 218 с.

17. Киселев В. Г., Калютик А. А. Особенности влияния коррозионных элементов на локализацию процессов разрушения металла при прокладке трубопроводов в грунте / Известия вузов. Проблемы энергетики. 2015. № 1 - 2. С. 3 - 10.

18. Полянская И. Л., Щукина В. Н. Исследование обезуглероживания макроскопических коррозионных повреждений / Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2017. Т. 1. № 3(31). С. 92 - 96.

19. Новиков В. Ф., Прилуцкий В. В. Свойства локальной намагниченности в виде полосы и возможности ее использования для неразрушающего контроля / Дефектоскопия. 2014. №7. С. 24-30.

20. Вида Г. В., Ничипурук А. П. Многопараметровые методы в магнитной структуроскопии и неразрушающем контроле механических свойств сталей / Дефектоскопия. 2007. № 8. С. 3 - 24.

21. Биргер И. А. Техническая диагностика. — М.: Машиностроение, 1978. — 240 с.

22. Устинов В. П., Новиков В. Ф., Муратов К. Р. и др. Особенность работы электрохимической защиты с локальными анодами в северных условиях / Академический журнал Западной Сибири. 2016. Т. 12. № 1(62). С. 25 - 27.

23. Новиков В. Ф., Нерадовский Д. Ф., Соколов Р. А. Использование квазистатических петель магнитного гистерезиса для контроля структуры стали / Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2016. Т. 18. № 2. С. 38 - 49. DOI: 10.15593/2224-9877/2016.2.03

24. Новиков В. Ф., Муратов К. Р., Соколов Р. А., Устинов В. П. Определение коррозионной стойкости низколегированных сталей магнитным методом / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 5. С. 31 - 36. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-5-31-36

25. Соколов Р. А., Новиков В. Ф., Муратов К. Р., Венедиктов А. Н. Оценка влияния дисперсности структуры стали на магнитные и механические свойства / Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2021. Т. 23. №4. С. 93 - 110. DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-93-110

26. Кулеев В. Г., Царькова Т. П. О влиянии пластического растяжения сталей на зависимости коэрцитивной силы от упругих сжимающих напряжений / Дефектоскопия. 2014. №2. С. 34-45.

27. Соколов Р. А., Новиков В. Ф., Муратов К. Р., Венедиктов А. Н. Определение взаимосвязи фактора разнозернистости и скорости коррозии конструкционной стали / Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2020. Т. 22. № 3. С. 106 - 125. DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.3-106-125

28. Sokolov R. A., Novikov V. К., Muratov К. В., Venediktov А. N. Influence of Surface Treatment of Construction Steels on Determination of Internal Stresses and Grain Sizes Using X-ray Diffractometry Method / Materials Today: Proceedings. 2019. P. 2584-2585. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.09.015