ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Совместное действие нескольких механизмов зарождения и развития макродефектности из "Диагностика металлов " На практике зарождение и развитие макродефектности в элементах конструкций происходит в условиях действия нескольких механизмов трещинообразования. Установление ведущего механизма зарождения и развития макродефектности достигается комплексом выполненных исследований. [c.362] Условия эксплуатации допускают возможность трещинообразования на трубопроводе по нескольким механизмам водородной коррозии, водородного растрескивания и хрупкого разрушения, вызванного тепловой хрупкостью стали. [c.362] Траектория сквозной трещины в месте пропуска продукта проходила по околошовной зоне сварного соединения отвод 0159x8 мм - переход 0219/159 мм со стороны перехода (рис. 5.108). [c.362] ПО отношению размера фасеток межкристаллитного разрушения и фасеток транскристаллитного скола треш ина распространяется по границам бывших зерен аустенита. Впереди трещины видна лидирующая микротрещина, возникшая вдоль границ бывших реек мартенсита. Светлое плавно очерченное поле на рис. 5.109, в представляет сварной шов, выполненный аусте-нитными электродами. [c.364] Согласно табл. 5.18, основной металл отвода по механическим свойствам удовлетворяет требованиям ГОСТ 550-75 к трубам из стали 15Х5М. Основной металл перехода обладает повышенными по сравнению с требованиями ГОСТ 550-75 значениями твердости, прочностными свойствами и пониженной пластичностью, что свидетельствует о его склонности к хрупкому разрушению. [c.364] Испытания образцов типа 1 по ГОСТ 9454-78 на ударный изгиб подтверждают повышенную склонность металла перехода к хрупкому разрушению. Значения для перехода достигают +35 °С против Тдо = -35 С для металла отвода. [c.365] Для трещинообразования в конструкции особо опасно усиление повреждающего эффекта за счет взаимодействия двух и более повреждающих факторов. Подобную картину наблюдали при исследовании совместного влияния сегрегаций фосфора и водорода на хрупкое разрушение стали 20ХЗН [130]. Зернограничные сегрегации фосфора в сочетании с водородом увеличивают потерю пластичности. При этом происходит смена механизмов разрушения с хрупкого транскристал-литного на хрупкий межзеренный. Проявляется синергизм между явлениями тепловой и водородной хрупкости. [c.366] В декабре 2000 г. на нефтебазе Грушовая под Новороссийском произошло трещинообразование на заводском вертикальном сварном соединении второго пояса резервуара РВС пк-50000. Трещина протяженностью 1300 мм выявлена с наружной и внутренней сторон стенки резервуара (рис. 5.111). С внутренней стороны стенки трещина идет строго вдоль линии сплавления сварного шва, на отдельных участках с обеих его сторон. С наружной стороны стенки резервуара трещина одним концом располагается на расстоянии -120 мм от кольцевого сварного стыка второго и третьего поясов, вторым концом - на расстоянии 80 мм от кольцевого сварного стыка второго и первого поясов. При этом трещина проходит частично по линии сплавления, но большей частью на удалении от нее на 1-4 мм. [c.366] В месте трещинообразования наблюдается угловатость до S заводского стыкового соединения, ориентированная наружу. Второй пояс резервуара выполнен из 15-мм листовой стали 16Г2АФ. Снаружи и на внутренней поверхности стенки резервуара в месте трещинообразования, включая сварной шов и околошовную зону, каких-либо дефектов не выявлено. [c.366] Механические свойства стали 16Г2АФ при растяжении =477 МПа, Oj, = 615 МПа, 5д == 22,0%) соответствуют требованиям ГОСТ 19281-89 к стали класса прочности 440. Высоким сопротивлением хрупкому разрушению обладает основной металл = -33... 37 С) и зона термического влияния = -35 С). Ударная вязкость основного металла при температуре испытания -40 С удовлетворяет требованиям ГОСТ 19281 к стали класса прочности 440-12-й категории. Ударная вязкость металла околошовной зоны (на расстоянии 2-4 мм от линии сплавления) не уступает основному металлу. Результаты механических испытаний однозначно указывают, что причиной трещино-образования не могут быть характеристики прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению. [c.369] что поверхность разрушения расположена не в одной плоскости, а является сложной поверхностью. Коррозионные язвы обнаружены на значительном (до 5 мм) удалении от кромки трещины. Размер (диаметр) отдельных изолированных коррозионных язв достигает 0,6 мм. Таким образом, склонность к образованию коррозионных язв свойственна не только металлу околошовной зоны, но и основному металлу. Однако в зоне перегрева, где имеет место концентрация напряжения (у основания валика), интенсивность процессов коррозии выше. [c.371] На рис, 5.118 показано изменение микротвердости в зависимости от расстояния по мере удаления от места зарождения трещины. Измерения выполнены на приборе ПМТ-3 при нагрузке 1 Н (100 г). Для исследования использован шлиф в плоскости листа (стенки резервуара) после снятия поверхностного 0,8-мм слоя металла. Как видно из рис. 5.118, наблюдается некоторое увеличение микротвердости в пределах зоны не более 0,09 мм. Это указывает на небольшую по величине зону пластической деформации в окрестности очага зарождения трещины. Естественно предположить, что степень пластической деформации в зоне собственно зарождения трещины была выше. Эта зона в последующем была съедена коррозией. По сути формирование микротрещин вдоль околошовной зоны как очага зарождения макротрещины имеет коррозионно-механическое происхождение. Дальнейшей локализации коррозионного износа у основания валика способствуют не только концентрация напряжений от действия кольцевых напряжений, но и угловатость сварного соединения, вызывающая появление изгибных напряжений. [c.371] Фрактографический анализ изломов в зоне стабильного роста трещины (шириной 3,5-4 мм), характеризующейся относительно плоским рельефом, обнаруживает характерные для усталостного разрушения усталостные бороздки (область А на рис. 5.120, а). Ширина усталостных бороздок, измеренная на относительно плоских участках разрушения, составляет 0,16 0,03 мкм/цикл. Наряду с участками усталостного разрушения видны отдельные фасетки межзеренного разрушения (область Б на рис. 5.120, б). Появление в изломе участков межзеренного разрушения указывает на ослабление границ зерен в процессе эксплуатации. Таким повреждающим фактором, скорее всего, является водород, образующийся при протекании процессов электрохимической коррозии. В пределах зоны 2 доля межзеренного разрушения составляет 15-20%. [c.372] Для полноты картины разрушения отметим, что появление трещин снаружи резервуара обусловлено повышенной деформативнос-тью стенки на заключительном этапе трещинообразования, когда трещина проросла на значительную глубину (5-6 мм) стенки, а также ограничением радиального перемещения усиления сварного шва со стороны бандажа второго пояса резервуара. [c.374] Вернуться к основной статье