Спосіб випробувань схильності трубних сталей до корозійного розтріскування від напруження за впливу змінного змочування

Реферат: Винахід належить до галузі металургії, а саме - до способу випробувань схильності трубних сталей до корозійного розтріскування від напруження за впливу змінного змочування. Спосіб -6 -1 полягає в деформуванні зразків з повільною швидкістю 10 с в корозійному середовищі за наведеного електричного потенціалу, при цьому при дослідженнях додатково здійснюють змінне змочування вказаних зразків трубних сталей корозійним середовищем, що точніше моделює перебіг стрес-корозійних процесів. Винахід забезпечує підвищення точності результатів випробувань на корозійне розтріскування від напруження трубних сталей, більш повне урахування чинників, що впливають на зародження стрес-корозійних тріщин та відтворенню механізму корозійного розтріскування у магістральних газопроводів. UA 107381 C2 (12) UA 107381 C2 UA 107381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі металургії, а саме - до способів корозійно-механічних випробувань, та може бути застосований для оцінювання схильності трубних сталей до корозійного розтріскування від напруження (КРН). Аналогом є деклараційний патент на спосіб випробувань трубних сталей на корозійне розтріскування від напруження [Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением/ Басиев К.Д.; Бигулаев А.А.; Тибилов В.И./ Патент РФ № 2160894 G01N 17/00, опубл. 20.12.2000]. Спосіб випробування трубних сталей на корозійне розтріскування від напруження полягає в тому, що перед впливом на зразок корозійного середовища на нього наносять ободок з корозійно-тривкого матеріалу для ініціювання локального анодного розчинення. Потім випробуваний зразок розміщують в корозійному середовищі, навантажують і катодно поляризують в момент активного анодного розчинення 2 зразка густиною струму 40-500 мА/см до руйнування. Технічним результатом, що досягається, є наближення умов випробувань зразка до реальних умов роботи в корозійному середовищі і, завдяки тому, більш точному відтворенню механізму корозійного розтріскування, який реалізується на магістральних трубопроводах. Недоліки аналогу: в застосованому способі не передбачено можливість коливання рівня електроліту, що відповідає моделюванню змінного змочування стінки труби ґрунтовими водами. Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю та результатом, що досягається, є -6 -1 спосіб випробувань на корозійне розтріскування з повільною швидкістю 10 ·с до руйнування при сумісному впливі середовища та наведеного потенціалу [ГОСТ 9.901.1-89 (ИСО 7539-1-87) ЕСКЗС. Металлы и сплавы. Общие требования к методам испытаний на коррозионное растрескивание]. -6 -1 Спосіб випробування з повільною швидкістю деформації 10 ·с призводить до руйнування зразків протягом приблизно 2 діб внаслідок в'язкого руйнування або корозійного розтріскування залежно від чутливості металу до останнього. Недоліки найближчого аналогу: в способі не передбачено проведення випробувань схильності до корозійного розтріскування від напруження за умови змінного змочування електролітом робочої поверхні зразка. В основу способу випробувань схильності трубних сталей до корозійного розтріскування від напруження поставлено задачу - розширити можливості способу випробувань на корозійне -6 -1 розтріскування від напруження при деформуванні з повільною швидкістю 10 ·с для дослідження схильності трубних сталей до КРН шляхом урахування впливу чинника змінне змочування, який є одним з найбільш вагомих у зародженні та розвитку процесу КРН. Задача вирішується за рахунок того, що випробування за методом деформування з -6 -1 повільною швидкістю 10 ·с проводять за умов змінного змочування, за допомогою якого реалізовано коливання рівня електроліту у випробувальній комірці, що дозволяє моделювати коливання рівня ґрунтових вод в весняно-осінній період, та наведеного електричного потенціалу. Технічним результатом, що досягається, є більш точне відтворення під час випробувань реальних умов експлуатації магістральних газопроводів в корозійному середовищі і, завдяки тому, більш повному урахуванню чинників, що впливають на зародження стрескорозійних тріщин, та відтворенню механізму корозійного розтріскування, який реалізується на магістральних трубопроводах. При дослідженні схильності трубної сталі Х70 різних виробників (умовно названих виробник А та виробник Б) до КРН моделювали умови зародження та розвитку стрес-корозійних тріщин. Дослідження проводили в модельному ґрунтовому електроліті з калійно-натрієвим фосфатним буфером за найближчим аналогом та за заявленим винаходом. Напружено-деформований стан зразків контролювали за показниками: максимальне навантаження Р, Н; подовження зразка L, мм; час до руйнування зразка , год.; площа перерізу зразка Sк, мм, в місті руйнування; відносне звужування зразка , %; робота руйнування зразка А, Дж; ступінь схильності зразка до КРН, К. Схильність до КРН оцінювали за зовнішнім виглядом зламу зразків після руйнування. Трубна сталь схильна до КРН, якщо наявне крихке руйнування зразка або крихке руйнування з в'язким доломом. Результати, отримані за найближчим аналогом, свідчать про таке: 1 UA 107381 C2 5 10 15 - час до руйнування зразків трубної сталі виробника А становив 18 год., схильність до КРН за наведеного електричному потенціалу -1,0 В була 1,7; руйнування мало крихкий характер з в'язким доломом (табл. 1 та Фіг. 2, 3); - час до руйнування зразків трубної сталі виробника Б становив 19 год. схильність до КРН за аналогічних умов становила 1,21, руйнування мало в'язкий характер (табл. 2 та Фіг. 2, 3). Таким чином, за найближчим аналогом трубна сталь Х70 виробника А за наведеного потенціалу - 1,0 В схильна до крихкого руйнування, а сталь виробника Б - не схильна. Результати, отримані за заявленим винаходом, вказують на суттєве збільшення схильності трубної сталі Х70 виробника А до крихкого руйнування за аналогічних умов, табл. 1 (час до руйнування зменшився до 14,5 год., схильність до КРН підвищилася до 2,15). Крім того, проявилася схильність трубної сталі виробника Б до КРН: час до руйнування зменшився до 15,5 год., схильність до КРН підвищилася до 1,7, характер руйнування став крихким з в'язким доломом. Завдяки корегуванню способу випробувань враховано вплив чинника змінне змочування у дослідній комірці. Таким чином, спосіб випробувань схильності трубних сталей до корозійного розтріскування від напруження дозволяє оцінювати схильність трубних сталей до КРН за умови впливу їх змінного змочування, тобто його можливості ширше ніж у найближчому аналогу. Таблиця 1 Корозійно-механічні властивості зразків трубної сталі Х70 (виробник А) в розчині МГЕ з калійнонатрієвим фосфатним буфером за наведеного потенціалу -1,0В Умови Рвих, Рmах,  випробувань Н Н год. S, A, , 2 мм Дж % К Повітря 3400 4500 19,5 0,00582 3,97 24,64 56 За найближ. аналогом 3400 4500 18 0,00505 6,07 21,54 33 1,7 L, м Фото зламу зразків після руйнування Характер руйнування В'язкий Змішаний крихкий з в'язким доломом Змішаний крихкий з в'язким доломом За винаходом 3400 4200 14,5 0,00426 6,67 17,39 26 2,15 20 Таблиця 2 Корозійно-механічні властивості зразків трубної сталі Х70 (виробник Б) у розчині МГЕ з калійнонатрієвим фосфатним буфером) за наведеного потенціалу -1,0В Умови Рвих, Рmах,  випробувань Н Н год. L, м S, A, , К 2 мм Дж % Фото зламу зразків після руйнування Характер руйнування Повітря 3400 4400 20 0,00533 2,91 26,28 68 В'язкий За найближ. аналогом 3400 4500 19 0,0055 3,92 23,24 56 1,21 В'язкий За винаходом 3400 4500 15,5 0,00426 5,42 17,85 40 1,7 Змішаний крихкий з в'язким доломом ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Спосіб випробувань схильності трубних сталей до корозійного розтріскування від напруження, -6 -1 що полягає в деформуванні зразків з повільною швидкістю 10 ∙c в корозійному середовищі за наведеного електричного потенціалу, який відрізняється тим, що впродовж випробувань 2 UA 107381 C2 додатково здійснюють змінне змочування вказаних зразків трубних сталей корозійним середовищем, що точніше моделює перебіг стрес-корозійних процесів. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3