Звірко О. І. Розроблення методології діагностування корозійно-водневої деградації конструкційних сталей тривалої експлуатації

Об’єкт дослідження – діагностування міри деградації конструкційних сталей тривалої експлуатації руйнівними та неруйнівними методами оцінювання їх стану. Мета дослідження – розробити методологію руйнівних та неруйнівних методів діагностування стану металу на основі досліджень закономірностей корозійно-водневої деградації конструкційних сталей з урахуванням особливостей впливу експлуатаційних умов та наводнювальних середовищ на пошкодженість матеріалів, та розробити методичні рекомендації щодо діагностування стану сталей низки відповідальних конструкцій. Методи дослідження: механічні випробування з визначенням твердості, характеристик міцності і пластичності, ударної в’язкості, статичної тріщиностійкості, опору корозійному розтріскуванню; електрохімічний та гравіметричний методи визначення корозійної тривкості; металографічний аналіз структури; мікрофрактографічне дослідження механізмів руйнування; методи математичної статистики. Встановлено негативну роль низки експлуатаційних чинників у деградації вуглецевих та низьколегованих конструкційних сталей. Вперше стадію розвитку розсіяної пошкодженості експлуатаційної деградації розділили для ферито-перлітних трубних сталей на два періоди: утворення хаотично орієнтованих дефектів та утворення тріщин розшарування, орієнтованих у напрямі вальцювання. Розкрито механізм експлуатаційного окрихчення ферито-перлітних трубних сталей, пов'язаний з виділенням сполук вуглецю на межах дефектів всередині зерен, а не тільки на межах зерен. Розроблено новий метод консервативного оцінювання деградації конструкційних сталей, експлуатованих у корозивно-наводнювальних середовищах, який враховує чутливість експлуатованого металу до корозійно-механічного руйнування. Розвинуто механічні підходи щодо діагностування експлуатаційної деградації сталей руйнівними методами врахуванням впливу інтенсивної розсіяної пошкодженості на їх механічні характеристики та встановленням критеріїв коректності їх оцінювання. Обґрунтовано новий науково-методичний підхід щодо використання електрохімічного аналізу поверхонь зламів для діагностування деградації ферито-перлітних трубних сталей. Встановлено кореляційну залежність між змінами внаслідок експлуатації опору крихкому руйнуванню металу та електродного потенціалу його поверхні руйнування. Комплекс діагностичних ознак спричиненого воднем макророзшарування в стінці труби магістрального трубопроводу доповнено новою діагностичною ознакою, а саме, поляризаційним опором, за зниженням якого запропоновано оцінювати небезпеку виходу макродефекту на поверхню. Удосконалено неруйнівний електрохімічний метод діагностування характеристик опору крихкому руйнуванню сталей та розширено його застосування на клас нержавних мартенситних сталей. Встановлено універсальність кореляційної залежності між змінами внаслідок експлуатації опору крихкому руйнуванню та поляризаційного опору для вуглецевих і низьколегованих ферито-перлітних сталей низки відповідальних металоконструкцій. Отримані результати та розроблені методики використано на низці підприємств України, зокрема, на філіях УМГ “Львівтрансгаз” та УМГ “Прикарпаттрансгаз” ПАТ “Укртрансгаз”, на Добротвірській ТЕС ПАТ “ДТЕК Західенерго”.