Способ оценки стойкости сварных изделий из низкоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением



Способ оценки стойкости сварных изделий из низкоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением
Способ оценки стойкости сварных изделий из низкоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением

 


Владельцы патента RU 2506564:

Общество с ограниченной ответственностью "ИТ-СЕРВИС" (RU)

Изобретение относится к области исследования устойчивости металлов и сплавов к воздействию агрессивных сред и может быть использовано, в частности, для оценки надежности и долговечности сварных труб, предназначенных для строительства нефтегазопроводов. Согласно предлагаемому способу от изделия отбирают образец из области сварного соединения, изготавливают из образца поперечный шлиф, поверхность которого подготавливают травлением, и осуществляют измерение микротвердости по продольным линиям, расположенным по наружному шву, центру и внутреннему шву. Затем по каждой линии определяют средние значения микротвердости основного металла и металла в ЗТВ. Далее вычисляют разницу этих значений и среднюю величину разницы микротвердости основного металла и металла в ЗТВ, по которой оценивают стойкость сварного шва к коррозионному растрескиванию под напряжением. Техническим результатом является сокращение длительности и упрощение производимых операций для получения достоверной экспресс-оценки стойкости сварных изделий к коррозионному растрескиванию под напряжением. 1 табл.,1 ил.

 

Изобретение относится к области исследования устойчивости металлов и сплавов к воздействию агрессивных сред и может быть использовано, в частности, для оценки надежности и долговечности сварных труб, предназначенных для строительства нефтегазопроводов.

Важнейшим элементом обеспечения надежности и долговечности сварных изделий является качество сварного шва и его достаточная стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Известен способ испытания труб на коррозионную стойкость, при котором из трубы вырезают цилиндрический образец, содержащий сварной шов, а о коррозионной стойкости металла судят по времени до разрушения образца, помещенного в агрессивную среду, под действием одноосного растягивающего напряжения заданного уровня (стандарт NACE ТМ0177, метод А). К недостаткам способа следует отнести длительность и трудоемкость испытаний.

Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки стойкости сварных изделий из трубных марок сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением, при котором от изделия отбирают образец из области сварного соединения, изготавливают из образца поперечный шлиф, поверхность которого подготавливают травлением, и замеряют микротвердость на поперечном сечении сварного соединения, а о стойкости металла к растрескиванию судят по изменению микротвердости зоны термического влияния (Akihiko TAKAHASHI and Hiroyuki OGAWA. Influence of Softened Heat-affected Zone on Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking of a High Strength Line Pipe Steel. ISIJ International, Vol.35 (1995), No. 10, pp.1190-1195). Данный способ, однако, не предусматривает количественную оценку стойкости сварных изделий в зависимости от изменения микротвердости зоны термического влияния (ЗТВ).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа экспресс-оценки стойкости металла сварных швов к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Поставленная задача решается путем того, что согласно предлагаемому способу от изделия отбирают образец из области сварного соединения, изготавливают из образца поперечный шлиф, поверхность которого подготавливают травлением, и замеряют микротвердость на поперечном сечении сварного соединения, в отличие от прототипа осуществляют измерение микротвердости по продольным линиям, расположенным по наружному шву, центру и внутреннему шву, по каждой линии определяют средние значения микротвердости основного металла и металла в ЗТВ, вычисляют разницу этих значений и среднюю величину разницы микротвердости основного металла и металла в ЗТВ, по которой оценивают стойкость сварного шва к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении данного способа, выражается в сокращении длительности и упрощении производимых операций для получения достоверной экспресс-оценки стойкости сварных изделий к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Сущность предложенного способа поясняется следующим примером конкретного выполнения. В качестве объектов исследования были выбраны нефтегазопроводные прямошовные трубы, изготовленные из листового проката (сталь марки 13ХФА) путем автоматической дуговой сварки под слоем флюса по различным технологическим режимам. От труб были вырезаны пробы, содержащие сварной шов, и изготовлены поперечные микрошлифы. Анализируемую поверхность подготавливали травлением в 4%-ном спиртовом растворе азотной кислоты. Схема замера микротвердости проводилась в соответствии с фиг.1. Измерение микротвердости осуществляли по трем продольным линиям: 1 - наружный шов, 2 - центр, 3 - внутренний шов. Позициями 4 и 5 обозначены соответственно основной металл и ЗТВ. Микротвердость измерялась ЗТВ и в основном металле труб вдавливанием алмазной пирамидки под нагрузкой 100 грамм. Расстояние между отпечатками составляло 0, 2 мм.

Результаты проведенных испытаний приведены в таблице. Оценивалась степень разупрочнения - величина, характеризующая падение значений микротвердости в ЗТВ.

Анализ результатов исследований показал: для сварных швов с условной маркировкой 2 характерно значительное снижение микротвердости в ЗТВ. Степень разупрочнения составила 37HV100. Для образцов с условной маркировкой 1 степень разупрочнения не превышает 21 HV100.

Испытания металла сварных швов на стойкость к СКРН по методу А стандарт NACE TM0177 показали: образцы с условной маркировкой 2, характеризующиеся достаточно большой величиной степени разупрочнения в ЗТВ, преждевременно разрушились за время менее 720 часов. Сварные швы с условной маркировкой 1, у которых степень разупрочнения в ЗТВ значительно меньше, характеризуются достаточной стойкостью к СКРН.

Таким образом, результаты оценки стойкости сварных швов к коррозионному растрескиванию под напряжением предложенным способом хорошо коррелируются с результатами коррозионных испытаний по методу А, стандарт NACE TM0177. Сварные трубы, изготовленные из стали 13ХФА, должны иметь степень разупрочнения в ЗТВ не более 21 HV100.

Предложенный способ позволяет производить в процессе производства сварных труб экспресс-оценку их качества и используемых технологических режимов сварки, что в дальнейшем обеспечивает надежность и долговечность трубопроводов, при строительстве которых используются данные коррозионно-стойкие трубы.

Способ оценки стойкости сварных изделий из низкоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением, при котором от изделия отбирают образец из области сварного соединения, изготавливают из образца поперечный шлиф, поверхность которого подготавливают травлением, и замеряют микротвердость на поперечном сечении сварного соединения, отличающийся тем, что осуществляют измерение микротвердости по продольным линиям, расположенным по наружному шву, центру и внутреннему шву, по каждой линии определяют средние значения микротвердости основного металла и металла в зоне термического влияния, вычисляют разницу этих значений и среднюю величину разницы микротвердости основного металла и металла в зоне термического влияния, по которой оценивают склонность сварного шва к коррозионному растрескиванию под напряжением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к контролю коррозионной стойкости против локальной коррозии стальных изделий, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах.

Способ управления является способом управления кондиционером воздуха, чтобы переводить состояние в замкнутом пространстве в предварительно определенное целевое состояние.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для контроля процесса деградации защитных гальванических и лакокрасочных покрытий, находящихся в эксплуатационных условиях под действием внешней агрессивной среды.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам оценки работоспособности сварных соединений в условиях одновременного воздействия циклических нагрузок и коррозионных сред, и может быть использовано для решения научно-исследовательских задач.

Изобретение относится к системе мониторинга коррозионных процессов на стальных подземных и подводных сооружениях, находящихся под слоем бетона, для определения опасности коррозии стали и контроля эффективности электрохимической защиты.

Изобретение относится к области химии урана, а именно к коррозионным исследованиям металлического урана в герметичных контейнерах, и может быть использовано для определения скорости коррозии урана в газообразных средах различного химического состава в различных условиях (различных по температуре и давлению газовой среды) с целью прогнозирования коррозионного состояния урановых деталей в условиях их реального использования или хранения.

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для оценки устойчивости прочностных свойств материалов, эксплуатируемых на открытом воздухе и подверженных действию светопогодных факторов, по показателю поступившей в зону расположения образцов энергии суммарной, прямой и рассеянной/солнечной радиации, снижающей разрывную нагрузку материала на 35% от исходной.

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций.

Изобретение относится к устройствам для измерения коррозии, в частности к устройствам для измерения коррозии в трубопроводах, и может найти применение в различных областях техники.

Изобретение относится к способу прогнозирования фотостабильности коллоидных полупроводниковых квантовых точек со структурой ядро-оболочка в кислородсодержащей среде, включающий измерение кинетик фотолюминесцентного сигнала квантовых точек для тестируемой и эталонной партий, определение для указанных партий значений параметра, характеризующего скорость спада фотолюминесцентного сигнала во времени.

Изобретение относится к области силовой лазерной оптики и касается способа определения плотности дефектов поверхности оптической детали. Способ включает в себя облучение участков поверхности оптической детали пучком импульсного лазерного излучения с гауссовым распределением интенсивности, регистрацию разрушения поверхности, наиболее удаленного от точки максимальной интенсивности пучка лазерного излучения, определение соответствующего этому разрушению значения интенсивности пучка εi, определение зависимости плотности вероятности f(ε) разрушения поверхности оптической детали от интенсивности излучения и выбор наименьшего значения интенсивности пучка εimin. Плотность дефектов поверхности оптической детали D определяется по формуле: , где r0 - радиус пучка по уровню exp(-1) от максимальной интенсивности пучка излучения. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении трудоемкости измерений. 3 ил.
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к контролю стойкости трубных сталей, предназначенных для эксплуатации в агрессивных (водородсодержащих) средах, оказывающих коррозионное воздействие на материалы. Способ контроля стойкости трубных сталей против коррозионного растрескивания под напряжением заключается в том, что из сталей изготавливают образцы, в которых определяют общее содержание водорода в исходном состоянии, в состоянии после искусственного старения в течение 10-40 часов при температурах 50-300°C и после дополнительной термической обработки при температуре 850-1000°C в течение 10-60 минут в печи в воздушной атмосфере с последующим охлаждением на воздухе, а перед термической обработкой обеспечивают влажность атмосферы в рабочем пространстве печи не менее 50%. При этом о стойкости стали против коррозионного растрескивания судят по изменению содержания водорода в процессе старения и термической обработки по сравнению с его содержанием в исходном состоянии. Техническим результатом является обеспечение информативности при небольшой длительности проведения контроля на стойкость против коррозионного растрескивания с учетом химического состава и микроструктуры, наличия и распределения неметаллических включений, являющихся ловушками водорода.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к агропочвоведению, и может быть использовано для воспроизводства дождя в лабораторных и полевых условиях. Портативная лабораторно-полевая дождевальная установка включает горизонтальную раму с панелью, емкость для воды, фильтр, подающий и напорный водоводы с вентилем, дождеватель, состоящий из последовательно закрепленных ниппеля, толстой гибкой трубки с хомутами, втулки и закрепленного в ней пучка тонких гибких трубок. Емкость для воды закреплена выше рамы на вертикальных стойках с подвесной скобой. Между напорным водоводом и ниппелем установлен поплавковый механизм, состоящий из корпуса с закрепленной на нем сбоку на дренажной трубке резиновой грушей с дренажным отверстием и последовательно установленных в нем гнезда иглы, иглы и поплавка с направителем. Каплеобразующие концы тонких гибких трубок дождевателя закреплены на горизонтальной панели по спирали Архимеда с одинаковым шагом. Техническим результатом изобретения является повышение равномерности и стабильности распределения дождя по площади полива и упрощение конструкции установки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к области прогнозирования долговечности (срока службы) лакокрасочных покрытий, предназначенных для защиты металлических поверхностей промышленных объектов от коррозии, в том числе конструкций для хранения различных жидкостей, в особенности нефтепродуктов. Способ предусматривает проведение ускоренных электрохимических испытаний металлических образцов с покрытиями во времени при наложении заданных частот переменного тока в среде электролита с последующим определением частотного коэффициента изменения электрической емкости образцов (Кf), по величине которого оценивают защитные свойства указанных покрытий. Заявленный способ состоит в том, что указанные испытания проводят, по меньшей мере, в течение двух временных интервалов, выбор которых осуществляют исходя из следующей экспериментально установленной общей зависимости частотного коэффициента изменения электрической емкости испытуемых образцов (Kf) от времени проведения электрохимических испытаний металлических образцов с покрытиями (t). Длительность временных интервалов электрохимических испытаний определяют по характеру графической зависимости частотного коэффициента (Kf) как функции времени испытаний (t). Составление прогноза долговечности испытуемых покрытий осуществляют путем определения возможного срока их эксплуатации (Т), исходя из выражения: Т - возможный срок эксплуатации промышленных противокоррозионных лакокрасочных покрытий для металлических поверхностей, Kfm - частотный коэффициент изменения электрической емкости испытуемых образцов, определяемый в конце второго временного интервала электрохимических испытаний, b1 и n1 - параметры, обусловленные природой промышленных противокоррозионных лакокрасочных покрытий в конце второго временного интервала электрохимических испытаний. Техническим результат является получение оперативного прогноза долговечности промышленных противокоррозионных лакокрасочных покрытий на металлических поверхностях путем выявления закономерности влияния частот переменного тока на защитные свойства покрытий при ускоренных электрохимических испытаниях. 4 ил., 4 табл.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор электрохимическим методом без их откопки. Способ определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор содержит измерение стационарного потенциала арматуры относительно электрода сравнения, подключение между арматурой опоры и токовым электродом через электронный ключ источника постоянного напряжения, выполнение в переходном режиме измерений тока, проходящего через арматуру опоры и потенциала арматуры опоры относительно электрода сравнения. Затем осуществляют определение по полученным данным сопротивления бетона, сопротивления и емкости границы раздела «арматура-бетон», оценку коррозионного состояния подземной части железобетонной опоры по полученным значениям сопротивления бетона, сопротивления и емкости границы раздела «арматура-бетон». Причем в качестве токового электрода используют соседнюю опору, измерения выполняют синхронно на обеих опорах. Техническим результатом является обеспечение возможности проведения измерений на двух опорах одновременно за счет того, что вторая опора служит токовым электродом для первой и измерения выполняются синхронно на обеих опорах, а также сокращение временных затрат на определение коррозионного состояния подземной части железобетонных опор. 3 ил.

Изобретение относится к области контроля качества стальных изделий, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, оказывающих коррозионное воздействие на металлы. Способ контроля стойкости трубных сталей против коррозионного растрескивания под напряжением заключается в том, что изготавливают образцы цилиндрической формы, к которым прикладывают напряжение и подвергают воздействию испытательной среды. Причем образцы подвергают предварительной деформации растяжением со степенями 1-10%. Затем прикладывают нагрузку, величина которой составляет 50-80% от предела текучести, и помещают образцы в испытательную среду со значением pH в пределах 2,5-5 на 180-360 часов. Далее образцы разрушают на воздухе методом растяжения на разрывной машине, а о стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением судят по разнице механических свойств сталей в исходном состоянии и после испытаний. При этом о стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением судят по степени изменения пластичности, которую вычисляют по формуле: ξ = δ 5 0 − δ 5 H δ 5 0 ⋅ 100 % , где - δ 5 0 - относительное удлинение в исходном состоянии; δ 5 H - относительное удлинение после испытаний, при этом стали, для которых значение ξ составляет от 0 до +10%, относят к 1-му классу стойкости, стали, для которых значение ξ составляет более +10% или от минус 10% до 0%, относят ко 2-му классу стойкости, стали, для которых значение ξ составляет менее минус 10%, относят к 3-му классу стойкости. Техническим результатом является повышение информативности и достоверности при снижении длительности проведения контроля на стойкость против коррозионного растрескивания с учетом склонности стали к неоднородности пластической деформации, а также возможность ранжирования сталей по классам стойкости против коррозионного растрескивания под напряжением. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способам испытаний, в частности для оценки и повышения показателей надежности изделия. Для обеспечения уровня надежности изделия определяют исходное его состояние по характеристикам остаточной дефектности. Дальнейший количественный мониторинг надежности осуществляют на основе непрерывного мониторинга эксплуатационных нагрузок. В случае, если определенные таким образом новые вероятности разрушения, течи или другого опасного события станут недопустимо высокими, эксплуатацию изделия приостанавливают и проводят контроль его состояния неразрушающими методами с последующим ремонтом выявленных недопустимых в эксплуатации дефектов. После этого определяют новое положение кривой остаточной дефектности и осуществляют последующую эксплуатацию до тех пор, пока уровень надежности не опустится до недопустимых значений. Достигается повышение ресурса изделия. 7 ил.
Изобретение относится к лабораторным методам оценки коррозионной активности реактивных топлив. Способ оценки коррозионной активности реактивных топлив заключается в определении убыли веса медьсодержащего материала, помещенного в топливо, до и после испытания, при повышенной температуре. При этом в качестве медьсодержащего материала используют медную фольгу, которую помещают в топливо и выдерживают в герметично закрывающихся бомбах, выполненных в виде металлических сосудов, при температуре 150±2°C в течение 4-х часов при проведении выдержки в 2 этапа по 2 часа со сменой топлива после первого этапа, причем чем больше убыль веса медной фольги до и после испытания, тем большей коррозионной активностью обладает реактивное топливо. Достигается повышение надежности и ускорение оценки. 1 табл.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к индустрии контроля воздушной среды с целью учета ее агрессивного действия как на человека, так и на создаваемые им материальные объекты. В частности, оно предназначено для выяснения, в каких климатических условиях находились или будут находиться разнообразные конструкции и устройства. Способ определения коррозионной активности воздушной среды основан на определении коррозионной активности двумя аналогичными металлическими образцами, различающимися только своими теплоемкостями. Различие в теплоемкости обеспечивают тремя вариантами: различием масс образцов, подсоединением к одному из образцов массивного металлического элемента, подсоединением к одному из образцов теплового аккумулятора, заполненного известными теплоемкими веществами. Способ может быть использован для выяснения, в каких условиях эксплуатировались разнообразные устройства. Техническим результатом является обеспечение возможности определения климатического фактора - климатической составляющей коррозионной активности воздушной среды. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способам обеспечения надежности изделий при эксплуатации. Для повышения эффективности эксплуатации изделий определяют среднюю продолжительность tк контроля изделия, среднюю длительностью tр ремонта изделия, стоимость Ур ремонта изделия в единицу времени, стоимость Ук контроля изделия в единицу времени, прибыль ∋о в единицу времени от эксплуатации изделия без отказов, среднее число отказов В(k) изделия в единицу времени при числе контролей k, составляют зависимость эффективности ∋ эксплуатации изделия от упомянутых параметров надежности, контроля и ремонта. Оптимальное число контролей k определяют из условия d∋/dk=0. Обеспечивается надежность изделий при минимальных затратах. 3 ил.
Наверх