Влияние длительной эксплуатации на вязкость трубной стали 17ГС

Abstract

Исследовано влияние длительной (в течение 30 лет) эксплуатации трубной стали 17ГС на уровень ее вязкости и способность сопротивляться хрупкому разрушению при наличии надрезов и трещиноподобных дефектов. Приведены результаты низкотемпературных (13... ...293 К) испытаний на одноосное растяжение цилиндрических образцов, вырезанных из основного металла архивной (эталонной) трубы и трубы после 30 лет эксплуатации. Установлено, что длительная эксплуатация не влияет на величину сопротивления микросколу Rмс (минимальное напряжение хрупкого разрушения) стали и практически не влияет на показатель деформационного упрочнения. Применение локального подхода к анализу разрушения показало, что основной причиной снижения вязкости стали после эксплуатации является увеличение ее предела текучести. Установлено, что небольшой (на 15%) рост предела текучести стали приводит к повышению на 40 К критической температуры выхода на нижний шельф по Шарпи и может вызывать двукратное падение трещиностойкости стали.

Досліджено вплив тривалої (впродовж 30 років) експлуатації трубної сталі 17ГС на рівень її в ’язкості і здатність чинити опір крихкому руйнуванню при наявності надрізів та тріщиноподібних дефектів. Наведено результати низькотемпературних (13...293 К) випробувань на одновісний розтяг вирізаних із основного металу архівної труби і труби після експлуатації впродовж 30 років циліндричних зразків. Установлено, що тривала експлуатація не впливає на величину опору мікросколу Rмс (мінімальне напруження крихкого руйнування) сталі. Спостерігається незначний вплив терміну експлуатації на величину показника деформаційного зміцнення. Використання локального підходу для аналізу руйнування свідчить, що основною причиною зменшення в ’язкості сталі після експлуатації є зростання її границі текучості. Показано, що незначне (на 15%) збільшення границі текучості сталі призводить до росту на 40 К критичної температури виходу на нижній шельф по Шарпі і може викликати падіння тріщиностійкості на 50%.

We investigate effect of long-term operation (over 30 years) of pipe steel 17GS on its viscosity level and the ability to resist brittle fracture involving notches and cracks. We present results of low-temperature (13-293 K) tests in uniaxial tension performed on cylindrical specimens cut from the base metal of a reference pipe and a pipe upon 30 years’ operation. It is established that long-term operation does not affect the value of the resistance of steel to microcleavage Rmc (the minimum stress of brittle fracture) and practically does not influence the strain-hardening index. Applying of the local approach to the fracture analysis has revealed the main reason for decreasing fracture toughness of steel upon operation which is an increment of its yield strength. A small increase (by 15%) of the yield strength of steel has been shown to provoke increasing of the Charpy critical temperature by 40 K and a twofold reduction of the crack resistance of steel.