ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ НАВОДНЮВАННЯ ТА ТЕРМІНУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ НА ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ І СПРОТИВ КОРОЗІЙНОМУ РУЙНУВАННЮ ТРУБНИХ СТАЛЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2024.46.20-27Ключові слова:
корозія сталі, деформація, тріщина, крихке руйнування, наводнювання металуАнотація
Уперше в роботі проведені системні та комплексні експериментальні дослідження впливу терміну експлуатації трубопроводів на поглинання трубними сталями водню, який, як відомо, спричиняє окрихчення металу. У зв’язку з цим різко підвищується мікротвердість структури, а також погіршуються параметри тріщиностійкості трубних сталей. Як додатковий критерій впливу водню можна використовувати коефіцієнт інтенсивності напружень К1С, який характеризує потенціальну здатність металу чинити спротив крихким руйнуванням. Криві температурної залежності коефіцієнта К1С ілюструють зміну в’язкості сталі, спричинену структурними перетвореннями при термообробці і подальшим впливом розчиненого водню на структуру металу в процесі тривалої експлуатації трубопроводів в корозійно-агресивних середовищах, зокрема тих, що використовуються в системах водопостачання та водовідведення. Відомо, що коефіцієнт К1С дуже чутливий до зміни структури, тобто являє собою локальний параметр тріщиностійкості, який потрібно враховувати при проєктуванні та розрахунку трубопровідних конструкцій. Додатковим дослідженням встановлена залежність руйнування трубних сталей марки 06Г2БА з урахуванням попередніх напружень від 0,3σТ до 0,9σТ. Найбільш високим спротивом руйнуванню характеризуються ненапружені трубні сталі, тобто попередні напруження сталевих зразків послаблюють тріщиностійкість металу. Додаткові дослідження сульфідного корозійного руйнування згідно з методикою NАСЕ надали можливість визначити схильність трубних сталей до корозійного руйнування. Найбільш високою корозійною стійкістю характеризуються сталі 06Г2БА і 08ХМЧА.
Посилання
Makarenko, V. D., Gots, V. I., Savenko, V. I., Vladimirov, O. V., & Makarenko, Yu. V. (2023). Experimental studies of crack growth kinetics and bearing capacity of steel pipes of underground water distribution systems. Strength of Materials and Theory of Structures, 110, 469-482. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110.469-482
Makarenko, Y., Savenko, V., Gorlach, O., Zadorozhnikova, I., Chygyrynets’, O., & Pobeda, S. (2023). Research of the kinetics of crack growth under the action of static and cyclic loads of pipe steel in a NACE corrosion-aggressive environment. Strength of Materials and Theory of Structures, 110, 520–532. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110.520-532
NACE TM0177-SG (2016) Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H2S Environments. Retrieved from https://store.ampp.org/tm0177-2016
Okada T., Hattori S. (1985). Relation Be-tween Concentration of Salt Water and Corrosion Fatigue Strength on 0.37 Percent Carbon Structural Steel. Journal of Engineering Materials and Technology, 107(3), 235-239. https://doi.org/10.1115/1.3225809
Makarenko, V. D., Kryzhanivskyi, E. I., & Chernov, V. Yu. (2002). Problems of corrosion resistance of industrial pipelines. Oil and gas industry, 6. 42-44. [in Ukrainian]
Samoilenko, M. I. (2009). Functional reliability of pipeline transport systems. Kharkiv: KhNAMP. [in Ukrainian]
Nasonkina, N. G., & Antonenko, S. E. (2019) Damage analysis of water and sewer networks. Modern industrial and civil construction, 15(1). 23-34. [in Ukrainian]
Makarenko, V., Gots, V., Makarenko, Y., Arhatenko, T., & Polishchuk, V. (2022). Re-search of accidents pipelines. Problems of Water Supply, Sewerage and Hydraulic, 40, 31–43. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.40.31-43
Bridoux, D., Perdrix, C., Lafrance, M., & Provou, Y. (1988). Développement de nouveaux aciers à hautes caractéristiques pour transport de gaz et de pétrole acides. Revue de Métallurgie, 85(5), 425-436. https://doi.org/10.1051/metal/198885050425
Chaplya, O., Radkevich, O., Pyasetsky, O., & Spektor, Y. (1999). Rival analysis of corrosion-mechanical properties of 20YuCh laminated steel with foreign analogues. Mashinoznavstvo, 8. 52-56. [in Ukrainian]
Radkevich, O., Chumalo, H., & Dominyuk, I. (2004). The main regularities of waterlogging and surface blistering of pipe steel in hydrogen sulfide environments. Phys.-chem. mechanics of materials, 4(1). 446-449. [in Ukrainian]
Tyson, W. R. (1980). Hydrogen Embrittlement and Hydrogen-Dislocation Interactions. Corrosion, 36(8). 441-443. https://doi.org/10.5006/0010-9312-36.8.441
Ford, F. P. (2002). Stress Corrosion Crackinq. Advances in Corrosions Science, 1. Parkins R.N. Ed., Applied Science Publishers, London.
Kawakubo, T., Hishida, M. (1985). Elastic-Plastic Fracture Mechanics Analysis on Environmentally Accelerated Cracking of Stainless Steel in High Temperature Water. Journal of Engineering Materials and Technology, 107(3), 240–245. https://doi.org/10.1115/1.3225810
Makarenko, V. D. (2020). Experimental testing of pipelines. Nizhyn: NSU named after Mykola Gogol. [in Ukrainian]
Makarenko, V. D., Stognii, O. V., & Gots, V. I. (2023). Polygon tests of gas pipelines: monograph. Nizhyn: NSU named after Mykola Gogol. [in Ukrainian]
Makarenko, V. D., Bilyk, S. I., & Chigyrynets, O. E. (2023). Kinetics of crack formation in steel structures. Kyiv: NULES of Ukraine. [in Ukrainian]
Meshkov, Yu. Ya. (1981). Physical foundations of the collapse of steel structures. Kyiv: Naukova dumka. [in Ukrainian]
Karpenko, G. V., Lytvyn, A. K., Tkachev, V. I., & Soshko, A. I. (1973) On the question of the mechanism of hydrogen embrittlement. Phys.-chem. mechanics of materials, 4. 6-12. [in Russian]
Petrov, L.N., & Soprunyuk, N.G. (1988). Corrosion-mechanical destruction of metals and alloys. Kyiv: Scientific opinion. [in Russian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Валерій Макаренко, Володимир Гоц, Юлія Макаренко, Володимир Піпа, Ольга Войтович, Володимир Азутов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
