Автоматичне виділення та кількісний аналіз карбідів на межах зерен сталі 12Х1МФ після експлуатації на парогоні ТЕС

Abstract

Описано метод комп’ютерного оброблення металографічних зображень структури матеріалів, який полягає в автоматичному (а на завершальному етапі – інтерактивному) редагуванні зображень, локалізації аналізованих деталей і їх кількісному аналізі. Метод реалізували на прикладі малолегованої сталі 12Х1МФ після її експлуатації впродовж ∼13 ⋅ 10⁴ h на головному парогоні ТЕС. Оцінювали структуру прямої ділянки парогону і розтягнутої зони його гину, а також інтегральну кількість і площу, яку займають карбіди, розташовані вздовж меж зерен, використавши їх як структурні показники деградації сталі. З допомогою розробленого методу показано, що інтенсивність деградації сталі в розтягнутій зоні гину вища, ніж на прямій ділянці парогону; метал поблизу зовнішніх поверхонь труб деградує сильніше, ніж біля внутрішніх. Це пояснено неоднаковим опором повзучості різних ділянок парогону під час їх експлуатації.

Описан метод компьютерной обработки металлографических изображений структуры материалов, заключающийся в автоматическом (а на завершающем этапе интерактивном) редактировании изображений, локализации анализируемых деталей изображения и их количественной оценке. Метод реализован на примере низколегированной стали 12Х1МФ после ее эксплуатации в течение ∼13⋅10⁴ h на главном паропроводе ТЭС. Анализировали структуру прямого участка паропровода и растянутой зоны егозгиба. При этом оценивали интегральное количество и площадь, занимаемую карбидами, расположенными вдоль границ зерен, используя их как структурные показатели деградации стали. С помощью разработанного метода показано, что интенсивность деградации стали в растянутой зоне гиба выше, чем на прямом участке паропровода; металл вблизи внешних поверхностей труб деградирует сильнее, чем вблизи внутренних. Это объясняется различным сопротивлением ползучести различных участков паропровода во время их эксплуатации.

The method of the computer processing of metallographic images of the metal structure is described. This method consists in automatic editing of images (and additional interactive editing at the final stage), localization of the analyzed image parts and their quantitative analysis. The method is realized on the low-alloyed 12Х1МФ steel exploited for ∼13⋅10⁴ h on the main steam pipeline of a power plant. A structure of the pipeline straight part and a tensioned zone of its bend were analyzed. The carbides along grain boundary were used as structural indices of steel degradation. Their integral amount and area were estimated. Using the developed method it is shown that the degradation intensity of the metal from the band tension zone is higher than from the straight part of the pipeline. Moreover the metal near the pipe external surfaces is more degraded than near its internal surfaces. It is explained by different creep resistance of different parts of the pipeline during exploitation.