Cтраница 1
Стали второго поколения в очагах разрушений также сильно загрязнены неметаллическими включениями. Загрязненность по отдельным видам включений составляет 3 - 4 балла. [1]
Для сталей второго поколения применяют термоулучшение, состоящее из закалки и высокого отпуска. В результате получается метастабильная структура мартенсит. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. [2]
В сталях второго поколения 14Г2САФ и 17Г2СФ структурная неоднородность проявляется в виде метастабильных закалочных структур типа сорбита и мартенсита, возникших при неправильно проведенной термообработке стали. [3]
Спиральношовные трубы из стали второго поколения 17Г2СФ ввиду сильного наводороживания и резкой потери пластичности в местах неправильно проведенной термообработки, также являются опасными и не могут обеспечить необходимый уровень надежности из-за деградации материала после 25 лет эксплуатации. [4]
Термоупрочненные трубы из сталей второго поколения 14Г2САФ ( прямошов-ные) и 17Г2СФ ( сгшральношовные) имеют пониженные служебные характеристики, а именно: уменьшение пластичности и вязкости с одновременным повышением прочности, аномально высокие значения твердости, неравномерность структуры и химического состава стали. В данных сталях также выявлена сильная загрязненность неметаллическими включениями ( 3 4 балла), наличие твердых и хрупких закалочных структур типа сорбита и мартенсита. Повышенное содержание вредных примесей ( серы и фосфора) также способствует развитию внутренних дефектов в виде хрупких трещин, несплошностей, которые являются ловушками для водорода. [5]
Сталь 14Г2САФ относится к сталям второго поколения. Высокие значения характеристик прочности и вязкости без снижения свариваемости достигаются за счет карбидных микролегирующих добавок ванадия и азота. Присутствие дисперсных частиц вызывает существенное измельчение зерна и умеренное дисперсионное твердение. Благодаря мелкозернистости структуры вязкие и пластические свойства стали должны сохраняться на достаточно высоком уровне даже при значительном повышении прочности. [6]
При проведении металлографических исследований выявлено, что для сталей второго поколения расслоения не являются характерным дефектом. Отдельные расслоения выявлены в стали 14Г2САФ ( рис. 4.22), а в спиральношовных трубах, где структура не имеет полосчатости, расслоения не наблюдаются. [7]
Следует отметить, что повышение прочности и снижение пластичности на трубах из сталей второго поколения наблюдается как в очагах разрушений, так и в основном металле вдали от очага, т.е. водородному охрупчиванию подвергается значительная часть тела трубы. Средняя твердость в очагах разрушений составляет 255 - 5 - 302 НВ, а отдельные значения достигают 415 НВ, что указывает на наличие закалочных структур и является недопустимым для трубных сталей. [8]
Наибольшее время наработки до момента отказа зафиксировано на трубах из сталей первого поколения со сроком службы 25 - 30 лет, далее следуют стали второго поколения ( 16 - 24 года) и наименее долговечны трубы из сталей контролируемой прокатки ( 11 - 20 лет), что намного меньше расчетного ресурса трубопроводов. [9]
Следует отметить, что сравнение значений твердости в очаге рзрушений и в основном металле трубы показало, что для сталей первого поколения 17Г1С и 17Г1С - У нет разницы в показаниях твердости - она везде стабильна и соответствует нормам. В спиральношовных трубах из стали второго поколения 17Г2СФ также нет различий - твердость металла аномально повышена и у кромки разрыва, и вдали от нее. [10]
На трубах из нормализованной стали 17Г1С количественно преобладают трещины активного анодного растворения. На термоулучшенных и спирально-шовных трубах из сталей второго поколения присутствуют трещины водородного охрупчивания. На сталях КП имеют место оба типа трещин. [11]
Что касается склонности металла к растрескиванию, то металловеды разделяют трубы условно на три типа, применительно к газонефтепроводам. Трубные стали, применявшиеся в первое время, имеющие низкий предел прочности, не склонны к образованию стресс-коррозионных трещин. На трубах из стали второго поколения, например марок 17Г1С, 14Г2ФБ происходили повреждения; трубы класса Х70 также склонны к образованию трещин. [12]
Таким образом, рост трещин при КРН с почти нейтральным рН связан с растворением и водородом. Наблюдается смешение двух типов КРН - активного анодного растворения и водородного охрупчивания стали. Однако превалирующим механизмом для сталей первого поколения является активное анодное растворение, для сталей второго поколения - водородное охрупчивание, для сталей третьего поколения характер смешанный, при котором происходит развитие КРН сразу по двум механизмам. [13]
При металлографических исследованиях трещин в СКП установлено, что зарождение и развитие стресс-коррозионных трещин в данных сталях характеризуется последовательным чередованием двух процессов: активного анодного растворения и водородного охрупчивания, притом, что оба процесса подготавливаются и сопровождаются активно протекающей микропластической деформацией, а зарождение трещины в большей степени подчинено воздействию адсорбционных процессов. Такое видение процесса КРН позволяет объединить два альтернативных механизма роста трещин в рамках единой модели. При этом в отдельных случаях растрескивание может происходить с преимущественным влиянием какого-либо одного механизма. В сталях первого поколения преобладает активное анодное растворение, в сталях второго поколения - водородное охрупчивание, в сталях третьего поколения развитие КРН осуществляется параллельно, сразу по двум механизмам. [14]