Page 16 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

14

(рис. 16) порівняно з ненаводненою, які орієнтовані вздовж напрямку вальцювання
та є ознакою її схильності до розшарування. Найбільше текстура впливає на
анізотропію відносного звуження: значення, визначені на осьових та тангенціальних
зразках, відрізняються у  1,5 рази.
Проаналізували особливості експлуатаційного розшарування вуглецевих
трубних сталей, виявлені неруйнівним контролем на розтягнутих зонах гинів
газопроводу високого тиску після 40–44 років експлуатації. Утворення
макродефекту пов’язали з експлуатаційним наводнюванням металу внаслідок корозії
на внутрішній поверхні труби, яка за таких умов відбувається з водневою
деполяризацією (переважно через відновлення гідрокарбонат-іонів). Аналіз
напруженого стану труби газопроводу з розшаруванням (порожниною з воднем)
засвідчив, що напруження на зовнішній поверхні труби над дефектом можуть сягати

значень, близьких до границі плинності трубної сталі 20.
Досліджували трубну сталь 20 гину труби газопроводу, у стінці розтягнутої
зони якого виявили розшарування після 44 років експлуатації. Порівняли метал
прямої та розтягнутої зон гину, припустивши, що ступінь деградації останньої
вищий через розшарування (табл. 6). Отже, анізотропія властивостей (границі
плинності, відносного звуження та, особливо, ударної в’язкості) посилюється
внаслідок експлуатаційної деградації: вона вища для сталі розтягнутої зони.

Таблиця 6. Механічні властивості сталі 20 різних зон гину труби за розтягу без
та після наводнювання, зразки з радіусом 5 мм

Зона гину Напрям σ0,2, МПa σ МПа Ψ, % Δ, мм
В,
вирізання без без після без після без після
зразка ПЕН ПЕН ПЕН ПЕН ПЕН ПЕН ПЕН

Пряма Осьовий 492 582 576 59,6 57,8 1,24 1,24
Радіальний 466 553 535 36,2 26,7 0,45 0,40
Розтягнута Осьовий 475 611 574 48,8 41,2 1,0 0,91
Радіальний 431 599 569 28,9 9,6 0,51 0,40

Вплив ПЕН на механічні властивості сталі 20 різних зон гину за використання
осьових зразків спостерігали тільки на металі розтягнутої ділянки (табл. 6), а за
випроб на радіальних зразках – для обох зон гину, особливо за зміною відносного
звуження, що вказує на анізотропію опору сталі ВК. Мікрофрактографічним
аналізом виявили ознаки окрихчення сталі внаслідок наводнювання – колонії мікро-
розшарувань від неметалевих включень, як осередків їх зародження, та руйнування
перетинок між ними крихким крізьзеренним відколом (рис. 17). На цій підставі
припустили, що водень, абсорбований сталлю під час електролітичного
наводнювання, акумулювався вздовж меж розділу неметалевих включень з
матрицею, створював додаткові напруження, полегшуючи так локальні руйнування
за механізмом крихкого відколювання.
Виявили підвищення ступеня анізотропії ударної в’язкості KCV трубних сталей
17Г1С та Х60 внаслідок експлуатації, зокрема KCV сталі Х60 для осьових та
радіальних зразків відрізняється майже у 6 та 9 разів для вихідного та експлуатова-