ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ СТАЛЕЙ 20 И 09Г2С

А. А. Ишбулдина, А. С. Тюсенков

Аннотация


Введение В процессе эксплуатации многие металлоконструкции находятся в условиях совместного воздействия агрессивных сред (природных и/или технологических) и механических нагрузок. При этом ущерб от совместного действия коррозии и напряжений часто оказывается более существенным, чем при простом «наложении» повреждений, вызванных механической нагрузкой и влиянием агрессивной среды, действующих по отдельности. При проведении разрушающих испытаний материалов оборудования на растяжение имеется вероятность неточности результатов по определению механических характеристик данного материала в связи с реальной работой материала в условиях агрессивной среды. Это, в свою очередь, может привести к ошибочным расчетам предела прочности и ресурса оборудования. В связи с этим особую актуальность приобретают изучение поведения материалов под действием различных механических нагрузок в условиях агрессивных сред, а также определение предельного состояния металла по результатам измерения его электродного потенциала. Цели и задачи Определение влияния коррозионной среды на изменение механических свойств конструкционных сталей 09Г2С и 20 на примере испытания на растяжение. Выявление зависимости изменения электродного потенциала сталей 09Г2С и 20 от различных по величине механических нагрузок. Методы Для проведения испытания были выбраны наиболее распространенные конструкционные стали на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах - сталь 20 и 09Г2С. Испытания на растяжение проводились в соответствии с ГОСТ 1497-84 «Металлы. Методы испытаний на растяжение». Агрессивная среда была подобрана по ГОСТ Р 9.905-2007 (ИСО 7384:2001, ИСО 11845:1995) «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Методы коррозионных испытаний. Общие требования». Испытания на растяжение образцов проводились на разрывной машине ИР 5113-100 в соответствии с Руководством по эксплуатации оборудования и с использованием коррозионной ячейки из органического стекла. Агрессивной средой для экспериментов являлся 3 %-ый водный раствор NaCl. Результаты В результате испытаний установлено, что механические свойства низколегированной стали 09Г2С и углеродистой стали 20 ухудшаются при воздействии агрессивной среды. Так, для образцов из стали 20 предел прочности, в среднем, понизился на 8,8 %, а время до разрыва - на 4,24 %. Для образцов из стали 09Г2С снижение предела прочности в коррозионной среде составило 23,1 %, а время до разрыва сократилось на 4,3 %. Измерение электродных потенциалов в процессе проведения испытаний на растяжение показало, что по изменениям значений потенциала металла можно прогнозировать его напряженное состояние.

Ключевые слова


механохимическая коррозия;испытания на растяжение;конструкционная сталь;предел прочности;диаграмма растяжения;электродный потенциал;агрессивная среда;mechanochemical corrosion;tensile tests;structural steel;tensile strength;tensile diagram;electrode potential;aggressive environment;

Полный текст:

PDF

Литература


Abdullin I.G., Gareev A.G. Corrosion Fatigue Durability of Pipe Steel in Carbonate-Bicarbonate Medium // Fiziko-Khimicheskaya Mekhanika Materialov. 1993. Vol. 29. Issue 5. P. 97-98.

Abdullin I.G., Gareev A.G. Corrosion-Fatigue Durability of Pipe Steel in Carbonate-Bicarbonate Medium // Materials Science. 1994. Vol. 29. Issue 5. P. 539-541.

Rizvanov R.G., Abdeev R.G., Matveev N.L., Ryskulov R.G., Shenknekht A.I. Insafutdinov A.F. Effect of the Geometry of the Shell/Elliptical-Bottom Contact Zone on the Stress State of Pressure Vessels // Chemical and Petroleum Engineering. 2000. Vol. 36. Issue 4. P. 213-216.

Насибуллина О.А., Гареев А.Г. Разработка метода оценки остаточного ресурса магистральных газопроводов, имеющих дефекты коррозионного происхождения // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 15. № 2. С. 174-178.

Гареев А.Г., Насибуллина О.А., Ризванов Р.Г., Хажиев А.Г. Исследование внутренней поверхности трубопровода системы нефтесбора Северо-Красноярского месторождения // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 2 (104). С. 58-64. DOI: 10.17122/ntj-oil-2016-2-58-64.

Nasibullina O.A., Gareev A.G., Rizvanov R.G. Investigation of the Hydrogen Stratification of the Metal of the Active Gas Pipeline // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 284 SSP. P. 1302-1306. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.284.1302.

Гареев А.Г., Ризванов Р.Г., Насибуллина О.А. Коррозия и защита металлов в нефтегазовой отрасли. Уфа: Гилем, 2016. 352 с.

Nasibullina O.A., Gareev A.G. Destruction Patterns of X70 Steel Sample Possessing Cracks of Corrosion-Mechanical Origin, under Cyclic Loading // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 381-386.

ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. М.: Стандартинформ, 2008. 26 c.

Laptev A.B., Bugay D.E. Fighting Against Corrosion in Oil and Gas Complex of Russia: Problems and the Ways of their Solving // European Corrosion Congress (EUROCORR-2010): Proceedings of a Meeting. Moscow: Curran Associates, 2010. P. 191.

Кравцов В.В., Латыпов О.Р., Макаренко О.А., Ибрагимов И.Г. Коррозия и защита нефтезаводского и нефтехимического оборудования. М.: Химия, 2010. 344 с.

ГОСТ Р 9.905-2007. Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2007. 20 c.

Черепашкин С.Е., Латыпов О.Р., Кравцов В.В. Методы исследования коррозии оборудования нефтегазового комплекса. Уфа: «Монография», 2016. 104 с.

Гареев А.Г., Насибуллина О.А., Ибрагимов И.Г. Оценка работоспособности труб, имеющих дефекты коррозионного происхождения // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 4 (106). С. 126-136. DOI: 10.17122/ntj-oil-2016-4-126-136.

Гареев А.Г., Худяков М.А., Кравцов В.В. Разрушение нефтегазового оборудования. Уфа: УГНТУ, 2010. 143 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2020-1-119-127

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) А. А. Ишбулдина, А. С. Тюсенков

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.