Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением

 

Изобретение относится к коррозионным испытаниям, а именно к испытаниям трубных сталей к стресс-коррозии. Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением заключается в том, что перед воздействием на образец коррозионной среды на него наносят ободок из коррозионно-стойкого материала для инициирования локального анодного растворения. Затем на испытуемый образец воздействуют коррозионной средой, нагружают и катодно поляризуют образец. Катодную поляризацию образца осуществляют плотностью 40-500 мА/см² в момент активного анодного растворения до разрушения образца. Достигаемым техническим результатом является приближение условий испытаний образца к реальным условиям работы в коррозионной среде и за счет этого повышение точности исследования механизма коррозионного растрескивания магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к коррозионным испытаниям, а именно к испытаниям трубных сталей к стресс-коррозии.

Известен способ оценки сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением методом медленной деформации с постоянной скоростью, заключающийся в том, что испытуемый образец помещают в суспензию грунта с места аварии газопровода и растягивают с постоянной скоростью до разрушения образца (см. С. А. Лубенский. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 1994, ВНИИгаз).

Недостатком данного способа является отсутствие точного механизма разрушения, т.к. изменения механических свойств и разрушение газопроводов происходят в локальных областях.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ испытания высокопрочных сталей на коррозийное растрескивание, включающий размещение образца в коррозионную среду, нагружение его с одновременной знакопеременной поляризацией образца (см. авт. свид. СССР N 641327, МПК⁷ G 01 N 17/00, опубл. в БИ N 1, 1979).

Недостатком прототипа является невозможность определения механизма разрушений магистральных трубопроводов.

Задачей технического решения является определение повышения точности механизма коррозионного растрескивания магистральных трубопроводов.

Технический результат заключается в приближении испытуемого образца к реальным условиям работы в коррозионной среде.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением, включающем воздействие на испытуемый образец коррозионной среды, приложение нагрузки с последующей катодной поляризацией образца, перед воздействием на образец коррозионной среды, на него наносят ободок из коррозионно-стойкого материала для инициирования локального анодного растворения, а катодную поляризацию образца осуществляют в момент активного анодного растворения током плотностью 40-500 мА/см² до разрушения образца.

Этот способ позволит получить точный механизм коррозионного растрескивания магистральных трубопроводов.

Применение катодного тока высокой плотности и более 50 мА/см² вызывает такой поток водорода, который превышает поток, наблюдаемый в сероводородсодержащих средах. При плотности менее 40 мА/см² эффект наводораживания наблюдается при длительном времени испытаний, что снижает эффективность способа. Поэтому целесообразно использование тока в пределах 40-500 мА/см².

Содержание водорода в образцах изменяют временем наводораживания. Степень наводораживания оценивают по величине свободно выделяющейся части диффузионного водорода.

Способ осуществляется следующим образом.

Круглые образца из трубных сталей помещали в коррозионную среду, например в 3% р-р NaCl с постоянным барботажем CO₂, нагружали в пределах 50-90% от предела текучести. Процесс коррозионного растрескивания под напряжением протекал следующим образом: на начальной стадии преобладает механизм анодного растворения в поверхностном слое, поэтому для инициирования анодного растворения использовали метод щелевой коррозии, заключающийся в том, что наносят ободок из коррозионно-стойкого материала. Затем на последующей стадии создают условия для локального наводораживания, поэтому в момент активного анодного растворения, образец катодно поляризуется при плотности тока в пределах от 40-500 мА/см².

Время до разрушения образца является критерием оценки склонности материала образца к коррозионному растрескиванию под напряжением (стресс-коррозия).

Использование данного способа позволит по сравнению с прототипом сократить время испытаний и повысить чувствительность к изменению физико-химического состояния образца.

Формула изобретения

Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением, включающий воздействие на испытуемый образец коррозионной среды, приложение нагрузки с последующей катодной поляризацией образца, отличающийся тем, что перед воздействием на образец коррозионной среды на него наносят ободок из коррозионно-стойкого материала для инициирования локального анодного растворения, а катодную поляризацию образца осуществляют током плотностью 40 - 500 мА/см² в момент активного анодного растворения до разрушения образца.