Исследование влияния структуры сварных соединений конструкционных сталей на водородное охрупчивание

• Автор: Портова, Светлана Сергеевна
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1Л Основные механизмы взаимодействия водорода с металлом
1.2 Виды водородного охрупчивания металлов
1.3 Взаимодействие водорода с металлом
1.4 Влияние химического состава и структуры стали на
водородное охрупчивание
Выводы по главе
Глава 2. Исследование взаимодействия структуры ЗТВ сварных соединений конструкционных сталей с водородсодержащими средами
2.1 Структуры исследуемых участков ЗТВ сварных соединений
2.2 Влияние структуры участков ЗТВ на кинетику выделения водорода
2.3. Оценка влияния водородного фактора на межзеренное разрушение
2.4. Влияние структурного состава ЗТВ стали 09Г2С
на коррозионную стойкость
Выводы по главе
Глава 3. Исследование сопротивления разрушению наиболее опасных
участков
ЗТВ сварных соединений, эксплуатируемых в водородосодержащих средах
3.1 Материалы и методики исследования
3.2 Роль структурного фактора в сопротивлении хрупкому разрушению сварных соединений, эксплуатируемых в
сероводородосодержащих средах
3.3 Изучение сопротивления ОШУ ЗТВ водородному охрупчиванию по потере пластичности
3.4 Определение степени наводороживания исследуемых
структур участков ЗТВ
Выводы по главе
Глава 4. Оценка влияния водорода на микромеханизм разрушения
4.1 Методика исследования
4.2 Исследования микромеханизма разрушения металла ЗТВ сварных соединений конструкционных сталей при ударном изгибе
4.3 Исследование микромеханизма разрушения металла ОШУ ЗТВ при
электролитическом наводороживании
Выводы по главе
Глава 5. Оптимизация технологических параметров сварки из углеродистых и низколегированных сталей
5.1 Оценка склонности сварных соединений конструкционных сталей
к образованию холодных трещин
5.2 Выбор оптимальных режимов АДСФ труб из углеродистых и
низколегированных сталей
Выводы по главе
Выводы по работе
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Нефтяная и газовая промышленность наиболее металлоемкая отрасль народного хозяйства. Для изготовления нефтегазодобывающего оборудования, трубопроводных систем для транспорта нефти и газа и продуктов их переработки, технологических трубопроводов и другого оборудования нефте - и газоперерабатывающих заводов ежегодно расходуется около 8% производимой в мире стали.
При столь большой металлоемкости отрасли и экологической опасности конструкций нефтегазового комплекса особое значение приобретает проблема обеспечения их высокой надежности во многом определяемая механокоррозионной прочностью.
Эта задача становится наиболее актуальной в условиях многофакторного воздействия коррозионных сред сероводородосодержащих месторождений.
Авторы большого числа работ, связанных с анализом условий работы нефтегазодобывающего и перерабатывающего оборудования едины во мнении, что наиболее интенсивные коррозионные разрушения вызываются присутствием в продуктах проявления скважины сероводорода, углекислого газа, кислорода и различных их комбинаций. При этом лидирующая роль принадлежит сероводороду.
Сложность и актуальность названной проблемы в немалой степени обусловлена расширением географии и объемов сероводородосодержащих углеводородных месторождений. Сегодня в мире известно около 400 таких месторождений. Часть из них подвергается интенсивной разработке на территории России. Например, Оренбургское (содержащее более 5% сероводорода), Астраханское (содержащее до 25% сероводорода и до 15% углекислого газа).
Весьма часто причиной возникновения отказов металлоконструкций в условиях воздействия водородосодержащих сред являются дефекты

2.1. Структуры исследуемых участков ЗТВ сварных соединений.
В исследованиях была применена низколегированная нормализованная сталь марки 09Г2С, имеющая следующий химический состав и механические свойства: С-0.13; 8І-0.74; Мп-1.61; Р-0.012; Cr-0.11; №-0.069; Си-0.17; V-
0.005; А1-0.03; Ті-0.005; Мо-0.01; стт=570 Мпа; ств=650 Мпа; 5=21%.
Из данной стали изготовили серию призматических образцов размером 10*10*55 мм, на которых с целью воспроизведения структуры отдельных участков ЗТВ согласно методике [57] с помощью установки токов высокой частоты ТВЧ 63/0.44 имитировали термические циклы сварки (Т.Ц).
Имитация проводилась следующим образом (рис. 2.1): Образец (1) располагался внутри кольцевого индуктора (2) установки ТВЧ с частотой генератора 440 кГц. Воспроизводимые термические циклы контролировали при помощи хромель-алюмелевых термопар (3) с диаметром термоэлектродов 0.5 мм и потенциометра КСП-4 (4), на диаграммную ленту которого они предварительно наносились. Спай термопары размещали в центре образца. На каждый вариант воспроизводили по три образца. Параметры имитированных Т.Ц. соответствовали значениям, характерным для автоматической сварки под флюсом (табл. 2.1), максимальная температура нагрева Ттах изменялась от 1350 °С до 750 °С с интервалом в 100 °С, что позволило воспроизвести структурный состав семи участков ЗТВ. Скорость охлаждения в интервале температур диффузионного превращения аустенита 800-500 °С изменялась от 1.5 до 110 °С/с Скорость охлаждения У8_ 5 =1.5 °С/с обеспечивалась при охлаждении образцов на воздухе, более высокие скорости охлаждения получали при погружении торца образца в воду на различную глубину. Таким образом, был получен весьма широкий спектр структур (рис.2.2).