Page 14 - Krechkovska_avtoref

12
(~22 мкм), тоді як в зоні термічного впливу (ЗТВ) середній розмір зерен змінювався
від ~7 до ~30 мкм, що зумовлено специфікою теплообміну під час зварювання.

Особливості мікромеханізму руйнування. Усі труби зруйнувалися від їх вну-
трішньої поверхні по металу ЗТВ в околі лінії сплавлення МШ і ОМ (рис. 5а). Біля
зламів на цих поверхнях виявили великі (діаметром до ~100 мкм) і глибокі
(300…700 мкм) круглі виразки (рис. 5б). На їх дні, а також на зламах труб на етапі їх
докритичного руйнування виявили дрібні (до 10 мкм) міжзеренні фасетки, характе-
рні для корозійного розтріскування таких сталей (рис. 5в). Цю фрактографічну озна-
ку пов’язали з експлуатаційним розтріскуванням металу через наводнювальну дію
підтоварної води. Розмір виявлених міжзеренних фасеток відповідав дрібнозернис-
тій структурі, металографічно виявленій у ЗТВ. Крім того, на зламах труб виявили
випадково розташовані невеликі (до ~20 мкм) округлі фрагменти з характерним
міжзеренним рельєфом на їх дні. Перетинки між ними руйнувалися за механізмом
малоциклової втомни під час гідроопресовування труб (рис. 5г).

а б в г
Рис. 5. Морфологія тріщини в поперечному перерізі експлуатованої труби (а) та виразка на її
внутрішній поверхні (б), мікрофрактограми на етапі зародження руйнування шляхом коро-
зійного розтріскування під час тривалої експлуатації (в) і його подальшого поширення під
час гідроопресовування (г) труб нафтогону.
Вважали, що циклічне гідроопресовування труб сприяло візуалізації цих між-
зеренних фрагментів як ознак ослаблення когезії між суміжними зернами у структу-
рі сталі внаслідок окрихчувальної дії корозійно-наводнювального чинника та на-
пружень у стінці труб. Адже тривала сумісна дія робочих навантажень (тиск вугле-
воднів у трубах) та неминучого наводнювання металу (із високоагресивної підтова-
рної води) створили передумови для локального ослаблення когезії між суміжними
зернами, а гідроопресовування дало змогу візуалізувати ці зони.

Механічні властивості металу різних зон зварного з’єднання. Аналіз меха-
нічних властивостей металу різних зон ЗЗ експлуатованих труб виявив незмінність
характеристик міцності і незначне зниження характеристик пластичності зі зростан-
ням кількості циклів N гідроопресовування (табл. 4). Гідроопресовування найсиль-
ніше вплинуло на ударну в’язкість KCV. Так, зі зростанням кількості циклів від 2235
до 2600 ударна в’язкість металу всіх зон ЗЗ істотно знизилася (ОМ на ~25%, ЗТВ на
~42%, а МШ на ~40%). Отже, за характеристикою KCV метал ЗТВ і МШ деградува-
ли сильніше, ніж ОМ. Це пов'язали з відчутнішим ослабленням когезії між суміж-
ними зернами під час експлуатації труб в зонах ЗЗ із нерівноважною структурою
після зварювання. Зрозуміло, що після більшої кількості циклів гідроопресовування
труб частка ослаблених меж зерен зростала через руйнування перетинок між щораз
глибше розташованими ділянками. Деградація металу труб на структурному рівні