Page 16 - Марков А

14

Згідно розробленого методу консервативне оцінювання стану експлуатованого
металу буде забезпечене за умови дотримання рівня гранично допустимих значень
характеристик опору корозійно-механічному руйнуванню, зокрема, порогового
коефіцієнта інтенсивності напружень K або порогового рівня J–інтегралу J
scc
scc
(у випадку коли умови використання підходів лінійної механіки руйнування не
виконуються, що властиво низькоміцним сталям). Метод враховує можливі відмін-
ності в опорі корозійно-механічному руйнуванню матеріалу у різних станах – вихід-
ному та експлуатованому (з інтенсивною розсіяною пошкодженістю) за однакового,
наприклад, мінімально допустимого, рівня ударної в’язкості.
Метод апробували на ферито-перлітних трубних сталях одного класу міц-
ності Х52 (рис. 4). Проаналізували дані ударної в’язкості та порогові значення ко-
розійно-статичної тріщиностійкості сталей 17Г1С та Х52 у вихідному стані та після
різних термінів експлуатації (до 53 років). Граничні лінії, що обмежили масив
отриманих значень знизу, вважали консервативними залежностями зміни ударної
в’язкості KCV = f(τ) та порогу корозійно-статичної тріщиностійкості J = f(τ) ста-
scc
лей від тривалості експлуатації τ. Поріг корозійно-статичної тріщиностійкості ста-
лей визначали у розчині NS4, який моделює ґрунтове середовище. Ударна
2
в’язкість, властива матеріалу у вихідному стані (~ 100–300 Дж/см ), мінімум удвічі
2
вища за мінімально допустиме нормоване значення (50 Дж/см ). Водночас ударна
в’язкість експлуатованого металу внаслідок його експлуатаційної деградації змен-
шується та може досягати значень, нижчих гранично допустимого рівня. Згідно да-
них, наведених на рис. 4, таке катастрофічне зниження опору крихкому руйнуван-
ню відбувається після 20–25 років експлуатації.
Для розширення діапазону станів металу за рахунок структурного чинника,
сталь 17Г1С у вихідному стані загартували (від температури 910 °С з охолоджен-
ням у воді), відпустили впродовж 2 год за температур в діапазоні від 200 до 500 °С

та визначили для отриманих станів металу ударну в’язкість KCV (рис. 5). Для де-
яких станів термічно обробленої сталі ударна в’язкість була нижчою за регламен-
тований рівень (рис. 4). Окремо виділили стан металу після гартування і відпуску
при 445 °С, оскільки для нього ударна
в’язкість була близькою до гранично
2
допустимого значення (~ 50 Дж/см ).
Поріг корозійно-статичної тріщино-
стійкості, визначений для цього металу
(J th = 41 Н/мм) у розчині NS4, вважали
scc
гранично допустимим для неексплуато-
ваного металу з гранично допустимим
рівнем KCV. За точкою перетину побу-
дованої залежності J = f(τ) з обмежу-
scc
вальною лінією гранично допустимого
рівня J th визначили тривалість експ-
scc
Рис. 5. Залежність ударної в’язкості луатації, за якої досягається граничне
KCV сталі 17Г1С від температури значення порогу корозійно-статичної
відпуску після гартування тріщиностійкості (~ 19 років).