Исследование коррозионного растрескивания под напряжением малоуглеродистых низколегированных сталей вихретоковым методом

Приведены результаты исследования процессов коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) малоуглеродистых низколегированных сталей. Показано, что использование вихретокового метода (ВТМ) позволяет проводить оценку тонких изменений структуры, связанных с процессами зарождения и роста трещин КРН. Процесс коррозионного растрескивания под напряжением имеет двустадийный характер, который устойчиво отображают электромагнитные характеристики. На первой стадии происходит накопление микроповреждений в материале с образованием одной или нескольких трещин размером порядка величины нескольких зерен, на второй стадии — формирование и развитие макротрещин, что сопровождается ускоренным изменением электромагнитных характеристик. Представлены зависимости времени инкубационного периода КРН от величины предела макроупругости (σ_о). Отмечено, что повышение значения Оо приводит к увеличению времени до образования первой трещины. Это может быть связано с тем, что предел макроупругости определяет начало микропластического течения в материале, активно влияющего на процесс коррозионного растрескивания под напряжением. На основании экспериментальных данных получена аналитическая зависимость времени инкубационного периода КРН от величины предела макроупругости. Погрешность расчетов не превысила 10 %. Предложен параметр для оценки состояния материала, подверженного КРН. Он позволяет по данным вихретоковых измерений фиксировать прохождение стадий накопления микроповреждений и момент исчерпания значительной части ресурса материала до появления множественных поверхностных макротрещин. Установлено, что применение вихретокового метода дает возможность не только определять наличие поверхностных макротрещин, но и выявлять стадии разрушения материала при одновременном воздействии коррозионно-агрессивной среды и статических растягивающих напряжений.

1. Дзиоев К. М., Залитач Н. Р. Проблемы производства работ по капитальному ремонту объектов линейной части ОАО «Газпром» / Обслуживание и ремонт газонефтепроводов 2010: Мат-лы V Междун. Конф. — М.: Газпром экспо, 2011. С. 102 - 106.

2. Радионова С. Г., Жулина С. А., Кузнецова Т. А., Печёр-кин А. С., Кручинина И. А., Гражданкин А. И. Показатели опасности аварий на российских магистральных трубопроводах / Безопасность труда в промышленности. 2015. № 11. С. 62 - 69.

3. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Под ред. В. В. Клюева. — М.: Машиностроение, 1995. — 488 с.

4. ГОСТ 10006-80. Трубы металлические. Метод испытания на растяжение / Введ. 1980-03-31. — М.: Изд-во стандартов, 2010. — 12 с.

5. ГОСТ 20295-85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов / Введ. 1987-01-01. — М.: Изд-во стандартов, 2003. — 26 с.

6. ГОСТ 28334-89. Проволока и канаты стальные для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций. Метод испытания на релаксацию при постоянной деформации / Введ. 1990-06-30. — М.: Изд-во стандартов, 2005. — 7 с.

7. СТО Газпром 2-5.1-148-2007. Методы испытаний сталей и сварных соединений на коррозионное растрескивание под напряжением / Введ. 2007-12-28. — М.: ИРЦ Газпром, 2011. — 18 с.

8. Бейгильзимер Я. И., Гетманский А. П. Анализ перехода микропластической деформации в приближении теории протекания / Проблемы прочности. 1988. № 10. С. 65 - 68.

9. Нохрин А. В., Чувильдеев В. Н. Старение сталей труб магистральных газопроводов / Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2010. № 5(2). С. 171 - 180.

10. Нечаев Ю. С. Физические комплексные проблемы старения, охрупчивания и разрушения металлических материалов водородной энергетики и магистральных газопроводов / УФН. 2008. Т. 178. № 7. С. 709 - 726.

11. Гольдштейн М. И., Литвинов В. С., Бронфин Б. М. Металлофизика высокопрочных сплавов. — М.: Металлургия, 1986. — 312 с.

12. Пиккеринг Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей. — М.: Металлургия, 1982. — 184 с.

13. Мирошниченко Б. И., Нохрин А. В., Лопатин Ю. Г. Металлургические и эксплуатационные аспекты образования дефектов стресс-коррозии в магистральных газопроводах / Технология металлов. 2012. № 4. С. 35 - 42.