Исследование структуры металла трубы, эксплуатирующейся в условиях воздействия соляного тумана

Изделия, предназначенные для эксплуатации в условиях приморских и морских территорий, постоянно подвержены воздействию агрессивной окружающей среды. Цель работы — исследование структуры металла трубы после 15 лет эксплуатации в системе отвода соляного тумана (5 % NaCl, pH 6,5 – 7,2, 35 °C). Химический состав металла на различных участках трубы анализировали с применением оптико-эмиссионной спектрометрии. Показано, что химический состав соответствует аустенитной стали AISI 304. При определении микротвердости (нагрузка 9,81 Н) на изогнутых участках трубы фиксировали рост твердости на 34 % по сравнению с прямолинейными участками вследствие наклепа и образования деформационных двойников. Для выявления микроструктуры проводили химическое травление металла в кипящем растворе кислот (HNO₃, HCl) и реактиве Марбле. Установлено, что наибольшее распространение получила межкристаллитная коррозия, которая наблюдалась на внутреннем и наружном участках трубы вблизи монтажного сварного шва. Присутствуют также очаги ножевой коррозии. Максимальная глубина коррозионного поражения (55 % толщины стенки) выявлена в зоне пересечения заводского и монтажного сварных швов. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании методики неразрушающего контроля критических участков труб из нержавеющей стали.

1. Zatkalíková V., Uhríčik M., Markovičová L., et al. Corrosion behavior of sensitized AISI 304 stainless steel in acid chloride solution / Materials. 2022. Vol. 15. P. 8543. DOI: 10.3390/ma15238543

2. Zhao X., Wang A., Wang J., et al. Study on the microstructure and properties of AISI 304 stainless steel corrugated pipes by aging and solution treatments / Materials. 2025. Vol. 18. P. 1387. DOI: 10.3390/ma18061387

3. Juraga I., Šimunović V., Španićek Đ. Contribution to the study of effects of surface state of welded joints in stainless steel upon resistance towards pitting corrosion / METABK. 2007. Vol. 46. P. 185 – 189.

4. Jafari E., Hadianfard M. Influence of surface treatment on the corrosion resistance of stainless steel in simulated human body environment / J. Mater. Sci. Technol. 2009. Vol. 25. P. 611 – 614.

5. Platt J., Guzman A., Zuccari A., et al. Corrosion behavior of 2205 duplex stainless steel / Am. J. Orthod Dentofacial Orthop. 1997. Vol. 112. P. 69 – 79.

6. Khoshnaw F., Gubner R. Corrosion atlas case studies. Part I. General aspects of corrosion, corrosion control, and corrosion prevention. — Amsterdam, the Netherlands: Elsevier, 2020. DOI: 10.1016/b978-0-12-818760-9.02002-x

7. Lipiński T. Investigation of corrosion rate of X55CrMo14 stainless steel at 65 % nitrate acid at 348 K / Prod. Eng. Arch. PEA. 2021. Vol. 27. P 108 – 111.

8. Vasiliev N. V., Stepanov Yu. V., Zueva M. I., et al. Effect of sensitization on service properties of welded joints of austenitic pipelines under operation conditions of RP RBMK 1000 / Vopr. Materialoved. 2022. Vol. 4(112). P. 102 – 120 [in Russian]. DOI: 10.22349/1994-6716-2022-112-4-102-120

9. Bandson A. V., Patil A. P., Moon A. P., et al. Intergranular corrosion behavior of low-nickel and 304 austenitic stainless steels / J. Mater. Eng. Perform. 2016. Vol. 25. P. 3615 – 3626.

10. Won S. Y., Kim G. B., Yoo Y. R., et al. Intergranular corrosion behavior of medium and low carbon austenitic stainless steel / Corros. Sci. Technol. 2022. Vol. 21. P. 230 – 241.

11. Zhou W., Ma W., Li Y., et al. Effect of sensitizing treatment on the microstructure and susceptibility to intergranular corrosion of high-nitrogen austenitic stainless steel / Metallogr. Microstruct. Anal. 2021. Vol. 10. P. 25 – 35. DOI: 10.1007/s13632-020-00708-4

12. de Lacerda J. C., de Freitas L. L., Brito R. F., et al. Comparative study between sensitization degree of the 0.4% Mo austenitic stainless steel and UNS S31803 duplex stainless steel / Mater. Res. Ibero Am. J. 2021. Vol. 24. P. e20200408. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2020-0408

13. Lv J., Liang T., Dong L., et al. Influence of sensitization on microstructure and passive property of AISI 2205 duplex stainless steel / Corros. Sci. 2016. Vol. 104. P. 144 – 151. DOI: 10.1016/j.corsci.2015.12.005

14. Cárcel-Carrasco F., Pascual-Guillamón M., Solano García L., et al. Pitting corrosion in AISI 304 rolled stainless steel welding at different deformation levels / Appl. Sci. 2019. Vol. 9. P. 3265. DOI: 10.3390/app9163265

15. Tokuda S., Muto I., Sugawara Y., et al. Pit initiation on sensitized Type 304 stainless steel under applied stress: Correlation of stress, Cr-depletion, and inclusion dissolution / Corros. Sci. 2020. Vol. 167. P. 108506. DOI: 10.1016/j.corsci.2020.108506

16. Chen Xi, Liu H., Sun Xi, et al. Chloride corrosion behavior on heating pipeline made by AISI 304 and 316 in reclaimed water / RSC Adv. 2021. Vol. 11. P. 38765. DOI: 10.1039/d1ra06695a

17. Gong K., Wu M., Xie F., et al. Effect of Cl– and rust layer on stress corrosion cracking behavior of X100 steel base metal and heat-affected zone in marine alternating wet/dry environment / Mater. Chem. Phys. 2021. Vol. 270. P. 124826. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124826

18. Ofoegbu S. Comparative gravimetric studies on carbon steel corrosion in selected fruit juices and acidic chloride media (HCl) at different pH / Materials. 2021. Vol. 14. P. 4755. DOI: 10.3390/ma14164755

19. Sergienko V. I., Denisenko Yu. P., Dobrzhansky V. G., et al. The bench tests of light alloys for corrosion resistance by a salt fog procedure while modelling a subtropical climate / Vestn. Inzh. Shkoly DFU. 2015. Vol. 3. P. 85 – 91 [in Russian].

20. Tretyakov V. I., Bogomolova L. K., Guzova T. S., et al. The method of an estimation of corrosion firmness of a paint and varnish covering of aluminium profiles for translucent envelopes protecting designs under the influence of a hydrochloric fog / Vestn. MGSU. 2011. Vol. 3. P. 116 – 122 [in Russian].

21. Chernigin M. A., Sorokina S. A., Vorobyev R. A. Study of the microstructure of metastable austenitic chromium manganese steel 14Kh15G9ND by optical and electron microscopy / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 89. No. 4. P. 38 – 44 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-4-38-44