Тріщиноутворення під напруженням корозійного характеру в криці X70 у середовищі моделювального ґрунту з низьким вмістом кислотности

Л. І. Ниркова, Л. В. Гончаренко, С. О. Осадчук, О. В. Браточкін

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 22.06.2025; остаточний варіант - 27.10.2025. Завантажити: PDF

Методою деформації з малою швидкістю, вольтамперометрією, масометрією, сканувальною електронною мікроскопією досліджено механізм корозійного розтріскування криці Х70 у слабокислому модельному ґрунтовому середовищі. Розроблено нові методологічні підходи щодо вивчення корозійного розтріскування в умовах тонкоплівкової корозії. Визначено діяпазони потенціялів, в яких змінюється механізм корозійного розтріскування криці X70. У розчині за потенціялів, позитивніших за −0,816 В (відносно насиченого хлоридсрібної електроди порівняння), механізм корозійного розтріскування — локальне анодне розчинення, для потенціялів, від'ємніших за −0,949 В, — водневе окрихчення, від −0,816 до −0,949 В — змішаний механізм. Для модельного ґрунтового середовища встановлено звуження діяпазону змішаного механізму до 0,100 В порівняно із 0,133 В у розчині. Крім того, відзначено зміщення нижньої та верхньої границь діяпазону змішаного механізму до від'ємніших значень — до −1,070 В і −1,170 В відповідно. Визначено, що коефіцієнти схильности до корозійного розтріскування KS у модельному середовищі нижчі, ніж у розчині. За мінімального захисного потенціялу у −0,750 В відмінності в характері корозійного розтріскування незначні, KS дорівнює 1,30 у розчині й 1,06 у модельному середовищі. Істотніші зміни в поведінці руйнування криці X70 за впливу тонкоплівкової корозії спостерігалися у разі наведення потенціялів у −0,950 В і −1,050 В. Встановлено, що у розчині корозійне розтріскування за цих потенціялів відбувається за водневим механізмом, що добре корелює з крихким характером руйнування зразка та значеннями KS у 2,38 і 2,24; у модельному ґрунтовому середовищі корозійне розтріскування перебігає за механізмом анодного розчинення, що підтверджується пластичними характеристиками руйнування зразка та значеннями KS у 1,39 і 1,18.

Ключові слова: трубна криця Х70, корозійне розтріскування, метода деформації з малою швидкістю, сканувальна електронна мікроскопія, вольтамперометрія.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i03/0237.html

PACS: 62.20.M-, 81.40.Jj, 81.40.Np, 81.65.Kn, 82.45.Bb, 82.45.Qr, 92.40.Lg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. Contreras, M. Salazar, A. Albiter, R. Galván, and O. Vega, Arc Welding. Publisher InTech, 16: 7 (2011).
  2. S. A. Abubakar, S. Mori, and J. Sumner, Metals, 12, No. 8: 1397 (2022).
  3. I. S. Cole and D. J. C. S. Marney, Cor. Sci., 56: 5 (2012).
  4. K. Yin, H. Liu, and Y. F. Cheng, Cor. Sci., 145: 271 (2018).
  5. M. Wasim and M. B. Djukic, J. Nat. Gas Sci. Eng., 100: 104467 (2022).
  6. M. Wasim, S. Shoaib, N. M. Mubarak, Inamuddin, and A. M. Asiri, Environ. Chem. Lett., 16: 861 (2018).
  7. S. Suganya and R. Jeyalakshmi, J. Mater. Eng. Perform., 28: 863 (2019).
  8. H. M. Ezuber, A. Alshater, S. Z. Hossain, and A. El-Basir, Arab. J. Sci. Eng., 46: 6177 (2021).
  9. A. A. Oskuie, T. Shahrabi, A. Shahriari, and E. Saebnoori, Cor. Sci., 61: 111 (2012).
  10. S. Bordbar, M. Alizadeh, and S. H. Hashemi, Mater. Des., 45: 597 (2013).
  11. P. Liang, X. Li, C. Du, and X. Chen, Mater. Des., 30, No. 5: 1712 (2009).
  12. L. Y. Xu and Y. F. Cheng, Cor. Sci., 59: 103 (2012).
  13. B. T. Lu, F. Song, M. Gao, and M. Elboujdaini, Cor. Sci., 52, No. 12: 4064 (2010).
  14. A. Eslami, R. Kania, B. Worthingham, G. V. Boven, R. Eadie, and W. Chen, Cor. Sci., 53, No. 6: 2318 (2011).
  15. B. T. Lu, J. L. Luo, P. R. Norton, and H. Y. Ma, Acta Mater., 57, No. 1: 41 (2009).
  16. R. N. Parkins, W. K. Blanchard, and B. S. Delanty, Corrosion, 50, No. 05: 394 (1994).
  17. I. M. Gadala and A. Alfantazi, Cor. Sci., 82: 45 (2014).
  18. Z. Y. Liu, X. Z. Wang, C. W. Du, J. K. Li, and X. G. Li, Mat. Sci. Eng.: A, 658: 348 (2016).
  19. Y. Murakami, T. Kanezaki, and Y. Mine, Metall. Mater. Trans. A, 41: 2548 (2010).
  20. R. Miresmaeili, L. Liu, and H. Kanayama, Int. J. Press. Vessel. Pip., 99: 34 (2012).
  21. X. C. Ren, W. Y. Chu, Y. J. Su, J. X. Li, L. J. Qiao, B. Jiang, and G. Chen, Mat. Sci. Eng.: A, 491: 164 (2008).
  22. S. Wu, Z. Gao, Y. Liu, and W. Hu, Cor. Sci., 218: 111184 (2023).
  23. Z. Y. Liu, Q. Li, Z. Y. Cui, W. Wu, Z. Li, C. W. Du, and X. G. Li, Constr. Build. Mater., 148: 131 (2017).
  24. K. Gong, M. Wu, F. Xie, G. Liu, and D. Sun, Constr. Build. Mater., 260: 120478 (2020).
  25. Z. Y. Liu, X. G. Li, Y. Zhang, C. W. Du, and G. Zhai, Acta Metall. Sin. (English Letters), 22: 58 (2009).
  26. Z. Y. Liu, X. G. Li, C. W. Du, G. L. Zhai, and Y. F. Cheng, Cor. Sci., 50: 2251 (2008).
  27. Z. Y. Liu, X. G. Li, C. W. Du, L. Lu, Y. R. Zhang, and Y. F. Cheng, Cor. Sci., 51, Iss. 4: 895 (2009).
  28. X. Chen, C. W. Du, X. G. Li, C. He, P. Liang, and L. Lu, Int. J. Miner. Metall. Mater., 16, Iss. 5: 525 (2009).
  29. X. Li, J. Liu, J. Sun, X. Lin, C. Li, and N. Cao, Cor. Sci., 160, P. 2: 108167 (2019).
  30. Z. Liu, C. Du, X. Zhang, F. Wang, and X. Li, Acta Metall. Sin. (English Letters), 26: 489 (2013).
  31. Z. Y. Liu, X. G. Li, C. W. Du, and Y. F. Cheng, Cor. Sci., 51, Iss. 12: 2863 (2009).
  32. D. Wang, F. Xie, M. Wu, G. Liu, Y, Zong, and X. Li, Metall. Mater. Trans. A, 48: 2999 (2017).
  33. X. Li, J. Liu, J. Sun, X. Lin, C. Li, and N. Cao, Cor. Sci., 160: 108167 (2019).
  34. Z. Liu, G. Zhai, X. Li, and C. Du, J. Miner. Metall. Mater., 15, Iss. 6: 707 (2008).
  35. ISO 3183:2019 Petroleum and Natural Gas Industries – Steel Pipe for Pipeline Transportation Systems.
  36. L. Nyrkova, L. Goncharenko, S. Osadchuk, O. Bratochkin, and S. Kovalenko, Proc. of Conference ‘Mechanical Technologies and Structural Materials’ (September 20–24, 2024, Split, Croatia), 2024: 317 (2024).
  37. L. I. Nyrkova, A. O. Rybakov, S. O. Osadchuk, S. L. Melnychuk, N. O. Gapula, and H. M. Yakovenko, Ukrainian Patent, 107229: 1 (2014).
  38. Z. Y. Liu, X. G. Li, and Y. F. Cheng, Electrochem. Commun., 12, Iss. 7: 936 (2010).