Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Диагностический критерий водородного повреждения металла труб энергетических котлов

А. В. Нечаева, А. С. Заворин

Аннотация


Исследованы механизмы упругопластической деформации с целью установления диагностического параметра критического водородного эксплуатационного воздействия при проведении стандартных испытаний, являющихся обязательными при оценке технического состояния энергооборудования. Главной задачей являлось объяснение изменений кривых растяжения образцов сталей после водородного насыщения. Образцы подвергались насыщению водородом в разных условиях (эксплуатационное длительное воздействие и искусственное кратковременное), при этом достигалась одинаковая конечная концентрация водорода во всех образцах. Получены новые экспериментальные данные, связанные с фазовыми и структурными изменениями в материале, которые уточняют модели механики деформируемого твёрдого тела. Проанализировано поведение не отдельных атомов или элементарной ячейки, а конгломератов зёрен и межзёренных границ. Водородная атака модифицирует природу зёрен и их границы. Изменение микроструктурных параметров приводит к модификации механизмов пластической деформации, что, в свою очередь, находит отражение в изменении формы инженерных кривых растяжения. Анализ кривых позволяет понять механизмы водородного охрупчивания длительно эксплуатируемого оборудования, улучшить прогнозную оценку срока его безопасной эксплуатации, а также может быть информативным параметром для определения причины эксплуатационных разрушений.

DOI: 10.71527/EP.EN.2026.01.005

 EDN: NAISJX


Ключевые слова


водородное охрупчивание, испытание на растяжение, механические свойства, инженерные диаграммы растяжения, наводороживание, эксплуатационные разрушения

Полный текст:

PDF

Литература


Смолин И. Ю. Использование микрополярных моделей для описания пластической деформации на мезоуровне // Вестник ПНИПУ. Сер. «Механика». 2006. № 14. С. 189–205.

Нечаева А.В. Влияние водорода низкого давления на механизм разрушения стали нефтехимического оборудования / А.В. Нечаева, В.А. Полянский, В.В. Шалагаев, Ю.А. Яковлев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2024. T. 90(11). С. 67–76. DOI: 10.26896/1028-6861-2024-90-11-67-76.

Nechaeva A. V. A. Redistribution of carbon in steels during long-term operation of equipment in hydrogen-containing environments / A. V. Nechaeva, L. G. Vagina, A. M. Polyansky, V. A. Polyansky, V. V. Shalagaev, Yu. A. Yakovlev // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2025. Iss. 1. P. 011–022. DOI: 10.17804/2410-9908.2025.1.011-022.

Артамонов В. В., Жидкова А. И., Артамонов В. П. О диагностике процесса наводороживания углеродистой стали // Энергетик. 2014. № 7. С. 57–59. EDN: SHXEJX.

Панин В. Е. Основы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 1998. № 1. C. 5–22.

Неуймин В. М. О ресурсе оборудования ТЭС и его сохранении // Энергетик. 2021. № 9. С. 3–8. EDN: YQPDGT. DOI: 10.34831/EP.2021.81.72.001.

Трунин Е. С., Николаев В. В. Энергоремонт. Вчера – сегодня – завтра // Энергетик. 2019. № 9. С. 26–28. EDN: PXJIDS.

Панин В. Е., Панин А. В., Моисеенко Д. Д. Шахматный мезоэффект интерфейса в гетерогенных средах в полях внешних воздействий // Физическая мезомеханика. 2006. № 9. С. 5–15.

Ветер В.В. Фрагментированная субструктура и трещинообразование в низколегированной стали / В.В. Ветер, H.A. Попова, Л.Н. Игнатенко, Э.В. Козлов // Изв. вузов. Черная металлургия. 1994. № 10. С. 44–48.

Полянский В.А. Моделирование полос локализации пластической деформации «Шахматная доска» с учетом статистического разброса параметров зерен поликристалла / В.А. Полянский, А.К. Беляев, А.И. Грищенко, А.М. Лобачев, В.С. Модестов, А.В. Пивков, Д.А. Третьяков, Л.В. Штукин, А.С. Семенов, Ю.А. Яковлев // Физическая мезомеханика. 2017. № 20. С. 40–47.

Макаров П.Б., Романова Б.А., Балахонов Р.Р. Моделирование неоднородной пластической деформации с учетом зарождения локализованных пластических сдвигов на границе раздела // Физическая мезомеханика. 2001. № 4 (5). C. 29−39.

Makarov P.V. Mode1ing of deve1opment of 1oca1ized p1astic deformation and prefracture stage in mesovolumes of heterogeneous media / P.V. Makarov, I.Y. Smolin, I.P. Prokopinckiy, Yu.P. Stefanov // Int. J. Fract. 1999. Vol. 100. P. 121−131.

Трусов П.В., Герасимов Р.М. Методы и результаты исследования эффекта Портевена – Ле Шателье: физически-ориентированные континуальные и многоуровневые модели // Вестник ПНИПУ. Сер. «Механика». 2023. № 5. С. 132–158. DOI: 10.15593/perm.mech/2023.5.10.

Gaskell J. A multiscale crystal plasticity analysis of deformation in a two-phase steel / J. Gaskell, F. Dunne, D. Farrugia, J. Lin // J. Multiscale Modell. 2009. Vol. 1(1). P. 1–19.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


  998 – 2025 НТФ «Энергопрогресс»


Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

          

Выставки: