Исследование коррозионного износа углеродистых строительных сталей при консервации в среде инертных газов

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.

1. Энциклопедия по машиностроению XXL. https://mash-xxl.info/article/177461 (дата обращения 17.03.2025).

2. 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.2015.02.038

3. 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.

4. 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.2018.09.058

5. Li 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: 10.2113/2022/6264272

6. He 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: 10.20964/2018.05.11

7. Костина 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: 10.17073/0368-0797-2021-3-217-229

8. Monrrabal 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.2018.10.004

9. Barbucci 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: 10.1149/1.1516774

10. Das 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.2025.103399

11. Rahman 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.2024.113624

12. Пахомов В. С. Коррозия металлов и сплавов: справочник. — М.: Наука и технологии, 2013.

13. 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/s086957332302009x

14. Schaeffler A. L. Constitution diagram for stainless steel weld metal / Met. Progr. 1949. Vol. 56. No. 11. P. 680.

15. Пикеринг Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей / Пер. с англ. — М.: Металлургия, 1982. — 182 с.

16. Бабаков А. А., Приданцев М. В. Коррозионностойкие стали и сплавы. — М.: Металлургия, 1971. — 319 с.

17. Потак Я. М., Сагалевич Е. А. Структурная диаграмма деформируемых нержавеющих сталей / МиТОМ. 1971. № 9. С. 12 – 16.

18. Корнилова А. В., Батарин Р. В., Тет Паинг M. Коэрцитивная сила конструкционных сталей. — Лап Ламберт Академик Паблишинг, 2016. — 160 с.

19. 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.

20. Корнилова А. В. Микроструктурный мониторинг как фактор управления рисками при эксплуатации металлоконструкций / Промышленное и гражданское строительство. 2023. ¹ 3. С. 36 – 41. DOI: 10.33622/0869-7019.2023.03.36-41