автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование влияния деформационного старения на коррозионную стойкость и склонность к водородному охрупчиванию трубных сталей различной категории прочности

Илюхин Владимир Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ И СКЛОННОСТЬ К ВОДОРОДНОМУ ОХРУПЧИВАНИЮ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ КАТЕГОРИИ ПРОЧНОСТИ

Специальность-05.02.01. Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

п з !,п:-! 2009

003472025

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Л.А. Ефименко

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Р.Д. Бакаева

кандидат технических наук, В.И. Столяров

Ведущая организация ООО «ВНИИНЕФТЕМАШ»

Защита состоится «30» июня 2009 года в ауд. 502 в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.200.10 при Российском государственном университете имени И.М. Губкина по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Автореферат разослан «_»_мая_2009 года

И.О. Ученого секретаря диссертационного совета д.т.н, профессор

Е.Е. Зорин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективность функционирования газопроводных систем в значительной степени определяется надёжностью и безопасностью трубопроводов. В настоящее время одной из основных проблем является старение основного металлофонда, его физический и моральный износ.

Известно, что основным конструкционным материалом систем магистральных трубопроводов являются углеродистые и низколегированные кремний-марганцовистые стали категории прочности К46-К56 с феррито-перлитной структурой. Вместе с тем, в отечественной и мировой практике строительства трубопроводов отмечается тенденция замены традиционных трубных сталей на высокопрочные категории прочности К60, К65 и выше. Использование труб из сталей более высокой категории прочности позволит повысить рабочее давление в трубопроводах, без увеличения металлоемкости и удельных затрат на строительство. Отличительной особенностью этих сталей от традиционных трубопроводных сталей, является низкое содержание до 0,04-0,06% углерода, к микролегирование стойкими карбидообразующими элементами Nb, V, Ti и формирование в процессе термомеханической прокатки преимущественно бейнитной структуры, с содержанием феррита до 20-30% (Х80). Известно, что низколегированные стали относятся к материалам подверженным процессу старения.

В работах отечественных и зарубежных исследователей Гумерова А.Г., Ямалеева K.M., Зайнуллина P.C., Филиппова Г.А., Зорина Е.Е., Горицкого В.М., достаточно подробно были рассмотрены вопросы изменения комплекса механических характеристик, традиционных трубных сталей и практически отсутствуют данные по изменению служебных характеристик новых высокопрочных сталей. Особенно мало изученным является такой важный вопрос для конструкции нефтегазового комплекса, как влияние деформационного старения на коррозионную стойкость и склонность металлов к водородному охрупчиванию, что подтверждает актуальность настоящей работы.

Цель работы и задачи исследования. Целью данной работы явилось выявление особенностей деформационного старения высокопрочных трубных сталей и его влияние на их коррозионную стойкость, и склонность к водородному охрупчиванию.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• Выявление особенностей склонности к деформационному старению трубных сталей различной категории прочности.

• Исследование влияния деформационного старения на коррозионную стойкость трубных сталей различной категории прочности и их сварных соединений.

• Оценка влияния деформационного старения на склонность стали к водородному охрупчиванию.

Научная новизна. На основе сравнительного анализа изменения в

процессе деформационного старения комплекса механических свойств у традиционных низколегированных трубных сталей с ферритуо-перлитной структурой, категории прочности К55 и высокопрочной малоуглеродистой, микролегированной стали категории прочности К65 с преимущественно бейнитной структурой, показано меньшая склонность последней к деформационному старению. Это выражается во вдвое меньшем по сравнению со сталью 17ГС повышением прочностных характеристик, с сохранением высоких пластических характеристик и критической температуры хрупкости, вплоть до температуры -60°С. При этом работа зарождения трещины изменяется незначительно, а работа распространения трещины уменьшается существенно, что необходимо учитывать при оценке фактического состояния металла трубопровода.

На основании электронно-микроскопических и рентгенографических исследований, показано существенное отличие в изменении тонкой структуры малоуглеродистой высокопрочной стали по сравнению с традиционными ферритно-перлитными трубными сталями, в процессе деформационного старения. Установлено, что для бейнитной структуры стали Х80 существенного изменения дислокационной структуры не наблюдается, в то время как для традиционных сталей с ферритно-перлитной структурой происходит искажение перлитной структуры и формирование в ферритных зернах ячеистой дислокационной субструктуры, что объясняет их различную склонность к деформационному старению.

Практическая ценность. Показана необходимость включения в комплекс механических характеристик при оценке фактического состояния труб из высокопрочной стали Х80 после эксплуатации показателя удельной работы распространения трещины и определены его минимально допустимые значения в зависимости от геометрических размеров трубопровода и рабочего давления в нем.

Апробация работы. 6-я Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России (Москва, 2005 г.), Международная конференция «Техническое регулирование и стандартизация Управление рисками, промышленная безопасность, контроль и мониторинг» (Москва, октябрь 2007г.), Объединенный научно-технический семинар кафедры "Металловедения и неметаллических материалов" и кафедры "Сварки и мониторинга нефтегазовых сооружений" РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина (Москва, май 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе 5 в технических журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Материал изложен на 157 страницах, включающих 67 рисунков и 38 таблиц, а также библиографию 108 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрены основные проблемы обеспечения надежности магистральных трубопроводов в условиях их значительного «старения». Рассмотрены модели старения, факторы, влияющие на кинетику процесса старения. Обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы.

В первой главе на основе анализа литературных данных по проблеме деформационного старения трубных сталей показано, что новые малоуглеродистые, микролегированные высокопрочные стали, так же как и традиционные относятся к группе материалов, подверженных деформационному старению. Выявлено, что вопрос деформационного старения этих сталей, а так же его влияние на коррозионную стойкость и склонность в водородному охрупчиванию как новых, так и традиционных сталей остается малоизученным.

Сформулирована цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена анализу склонности к деформационному старению сталей различной категории прочности в зависимости от их структурно фазового состава.

Исследованные низколегированные 81 - Мп стали, стали категории прочности К65 (Х80), категории прочности К60 (10Г2ФБЮ) отличаются значительно меньшим содержанием углерода по сравнению со сталью категории прочности К55 (17ГС). Стали отличаются химическим составом по содержанию углерода и легированием сильными карбидообразующими элементами, что в сочетании с ускоренной скоростью охлаждения в процессе термомеханической прокатки позволяет обеспечить в них достаточно высокие механические характеристики и соответственно структурно фазовой состав.

Как видно из представленных фотографий микроструктуры, традиционная сталь категории прочности К55 характеризуется ферритно-перлитной структурой с содержанием феррита около 60%. Сталь категории прочности К60 имеет ферритно-перлитно-бейнитную структуру с долей бейнитной составляющей около 20%. А сталь категории прочности К65 характеризуется преимущественно бейнитной структурой с небольшим содержанием до 20% игольчатого феррита.

а) Х200 б) Х200 в) Х200

Рисунок 1 - Микроструктура стали а)-17ГС, б)-10Г2ФБЮ, в)-Х80

Как видно из рисунка 1, сталь 17ГС имеет ферритно-перлитную микроструктуру, где перлит имеет строчечное распределение. Содержание ферритной

фазы около 60-65 %. Наблюдается ярко выраженная строчечность расположения перлита и высокая разнозернистость феррита. Наблюдается явно выраженная полосчатость структуры (рисунок 1 а) материала, являющаяся следствием сегрегации легирующих элементов в процессе кристаллизации.

Процесс деформационного старения имитировался в соответствии с ГОСТом 7268. Из трубы вырезались образцы, которые подверглись деформации 10%, затем образцы подвергли отпуску при температуре 250°С, и выдержке в течение одного часа. Из этих заготовок были вырезаны образцы для испытания в условиях статических и динамических нагрузок.

Склонность стали к деформационному старению при статическом нагружении оценивали по изменению прочностных и пластических характеристик. Определяли коэффициенты упрочнения металла по временному сопротивлению разрушению (Ку1) и пределу текучести (Ку2) Таблица 1. Для этого использовали соотношения:

°ВН (1),

(2),

а •■!!}[

где овк и а0.2к - предел прочности и предел текучести металла после деформационного старения, МПа;

овн и оо,2н - предел прочности и предел текучести металла до деформационного старения, МПа.

При динамическом нагружении расчет степени деформационного старения проводили по формуле 3.

с = кс-ксл-т

кс %, (3)

где КС - среднее арифметическое значение ударной вязкости стали в исходном состоянии, МДж/м2;

КСА - среднее арифметическое значение ударной вязкости стали после старения, МДж/м2

Анализ изменения механических характеристик исследованных сталей таблица 1 показал, что в процессе деформационного старения во всех сталях происходит повышение прочностных характеристик и снижение пластичности. Минимальной склонностью к изменению механических характеристик в процессе деформационного старения обладает сталь Х80 с преимущественно бейнитной структурой. Так значение предела прочности увеличилось на 13 %, значение предела текучести возросло на 24 %. Значение коэффициентов упрочнения по временному сопротивлению разрушению (Ку1) и пределу текучести (Куг) остаются самыми низкими, при высоком значении относительного сужения. Стали с ферритно-перлитной структурой категории прочности К55, и с ферритно-перлитно-бейнитной структурой К60 отличаются примерно одинаковой склонностью к изменению прочностных и пластических свойств

при одноосном растяжении, в процессе деформационного старения. Так, в обеих сталях предела прочности увеличивается примерно на 20%, а предел текучести примерно на 40%. При этом значение относительного удлинения снижается до 15-17%.

Таблица 1. Механические характеристики стали Х80, 10Г2ФБЮ, 17ГС до и после

деформационного старения

Марка стали Степень деформа -ции металла, е, % Твёрдость НУ, МПа Предел прочности, 0„, МПа Предел текучести, оодМПа Относительное удлинение, 55% Относительное сужение, у, % Коэс цие упроч метг Ку] ?фи-иты нения шла Ку2

17ГС 0 2000 587-603 425-440 25-31 67 - -

10 2320 725-754 678-711 15 62 ■'• 1,17 1,57

10Г2ФБЮ 0 2120 580-600 710-720 665-661 430-450 31-33 74-77 1,21 1,44

10 2520 630-640 16,0-17,6 64-66

Х80 0 2250 594 - 608 23 - 20,5 79-76

10 2630 747-751 740-742 16-17 75 1,12 1,22

Влияние деформационного старения трубных сталей на снижение их сопротивления хрупкому разрушению, оценивали по изменению значений ударной вязкости, доли волокна в изломе и критической температуры хрупкости рисунок 2-4. Установлено, что при деформационном старении у стали Х80 происходит резкое снижение ударной вязкости и доли волокна в изломе, только при температуре -60°С (рисунок 2). В то время как до деформационного старения критическая температура эксплуатации этой стали лежит ниже -80°С, при этом температура вязко хрупкого перехода меняется в очень узком интервале температур (-60°С ... -70°С).

А)

6

Температура испытания, ЮС

Б)

Ж-

Температура испытаний. 10С

Рисунок 2 - Зависимость А)-ударной вязкости и Б)-доли волокна в изломе стали Х80 1 - до деформационного старения; 2- после деформационного старения.

Для стали 10Г2ФБЮ (рисунок 3) с ферритно-перлитно-бейнитной структурой

влияние деформационного старения на ударную вязкость сказывается практически во всем диапазоне температур испытания, при этом значение критической температуры хрупкости повышается до -10°С, а микромеханиизм разрушения меняется с вязкого на хрупкий транскристаллитный. У стали 17ГС требуемый уровень сопротивления разрушению, после деформационного старения обеспечивался только при температуре +20°С (рисунок 4).

Рисунок 3 - Зависимость А)-ударной вязкости и Б)-доли волокна в изломе стали 10Г2ФБЮ 1- до деформационного старения; 2- после деформационного старения.

Рисунок 4 - Зависимость А)-ударной вязкости и Б)-доли волокна в изломе стали 17ГС 1-до деформационного старения; 2- после деформационного старения.

Отмеченные особенности изменения сопротивления разрушению, сталей различной категории прочности, подтверждаются значениями коэффициентов деформационного старения. Как видно рисунок 5, минимальным коэффициентом деформационного старения обладает сталь Х80, более высоким 10Г2ФБЮ, а увеличение в структуре 17ГС ферритной фазы способствует высоким значениям коэффициента деформационного старения, во всем диапазоне испытаний.

с,%

зависимости от температуры испытания. 1 - сталь Х80, 2- сталь 10Г2ФБЮ, 3- сталь 17ГС

Отмеченные особенности в снижение сопротивления разрушению исследуемых сталей объясняются изменениями в тонкой структуре металла. На основании электронно-микроскопических и рентгенографических исследований, показано существенное отличие в изменение тонкой структуры малоуглеродистой высокопрочной стали по сравнению с традиционными ферритно-перлитными трубными сталями, в процессе деформационного старения.

Установлено, что как до, так и после деформационного старения сталь Х80 имеет мелкоигольчатую структуру преимущественно нижнего бейнита. Существенного изменения дислокационной структуры не наблюдается (рисунок 6) плотность дислокаций составляет 0,4*10" см'2 и 4,1*10" см'2 соответственно, микродеформации решетки составляет 0,07% и 0,23% соответственно.

А) X 14 000 Б) X 14 000

Рисунок 6 - Микроструктура стали Х80 А)-до Б)-после деформационного старения.

А) X 16 ООО

Б) X 27 ООО

В) X 30 ООО

Рисунок 7 - Микроструктура стали 17ГС А)-до Б) и В)-после деформационного

старения.

В отличие от указанного, при деформационном старении традиционных сталей с ферритно-перлитной структурой происходит искажение перлитной структуры, разрушение цементитных пластин и формирование в ферритных зернах ячеистой дислокационной субструктуры (рисунок 7).

Таким образом, на основе оценки изменения комплекса механических свойств исследуемых трубных сталей, категории прочности К52, К60, К65, в процессе деформационного старения, установлено существенное влияние на него исходного структурно фазового состава. Показано, что наибольшую склонность к деформационному старению имеют традиционные трубные стали с ферритно-перлитной структурой (17ГС). Уменьшение в структуре основного металла ферритной и перлитной составляющих и увеличение доли бейнита способствует повышению стойкости металла к изменению свойств при эксплуатации в условиях как статических, так и динамических нагружений.

В третьей главе получили дальнейшее развитие исследований о влиянии деформационного старения на коррозионную стойкость трубных сталей различной категории прочности К55 и К65 и ОШУ ЗТВ сварных соединений.

Для сравнительной оценки коррозионной стойкости указанных сталей до и после деформационного старения использовали метод прямой потенциостатической кулонометрии, по методике, разработанной в Институте физической химии и электрохимии им. А Н. Фрумкина. Образцы размером 10x10x25 мм, нерабочие грани которых изолировали химически стойкими гидроизоляционными материалами. В

качестве коррозионно-активной среды была выбрана слабокислая среда (рН=4), полученная из 1ЧаС1 30 г/л, с добавлением соляной кислоты.

Образцы выдерживались в растворе в течение от 1/2 до 6 часов при комнатной температуре. Все образцы использовались один раз, для каждого времени испытания брали индивидуальный образец.

Значение скорости коррозии определяли по выражению (4)

Ук.= тп.м.Лисп., (4)

где Ук- скорость коррозии, г/м2 в час; тп.м - потеря массы ионов железа, г; 1исп,- время проведения коррозионных испытаний, час.

Время, час

|—•—Х80 -8-17ГС |

Рисунок 8 - Скорость коррозии стали 17ГС и стали Х80 до деформационного

старения

Как видно из рисунка 8, в исходном состоянии сталь Х80 с бейнитной структурой характеризуется более чем вдвое меньшей скоростью коррозии, чем сталь 17ГС с ферритно-перлитной. После деформационного старения наблюдается повышение скорости коррозии как у той, так и у другой стали (рисунок 9). Причем у стали Х80 этот процесс протекает с меньшей интенсивностью, чем у традиционных сталей 17ГС. При сопоставленных условиях эксперимента скорость коррозии стали Х80 увеличилась не более чем на 7%, в то время как у стали 17ГС на 17%.

Таким образом, деформационное старение способствует повышению скорости коррозии, но на сталь с бейнитной структурой менее интенсивно, чем на традиционную сталь 17ГС с ферритно-перлитной структурой.

Время, t

Время, час

А) Б)

Рисунок 9 - Скорость коррозии стали А) - 17ГС, Б) - Х80 1-до деформационного старения; 2-после деформационного старения.

3"

2

®

Шт

ШШРШЙ^®

^ЩЛШ вь

Я

ШЯйМ ЯШИЙ I

\у8.5 3 °С/с феррито-перлитная

\¥8.5 8 °С/с бейнитная

"\Vij.5 50 °С/с бейнитно-мартенситная

Рисунок 10 - Структурная диаграмма и фотографии микроструктуры ОШУ ЗТВ. кривая изменения скорости коррозии до деформационного старения; 2-кривая изменения скорости коррозии после деформационного старения.

Изучение влияния деформационного старения на скорость коррозии металла ОШУ ЗТВ показало его существенную зависимость от структурно-фазового состава. Установлено, что наличие в структуре металла ферритной и мартенситной фаз способствует интенсивному снижению коррозионной стойкости металла ОШУ ЗТВ Выявлено минимальное воздействие деформационного старения на металл ОШУ ЗТВ со структурой, представляющей однородную высокодисперсную ферритно-карбидную смесь (преимущественно бейнитную) (рисунок 10).

В четвертой главе представлена методика и результаты исследований влияния деформационного старения на склонность трубных сталей категории прочности К60 и К65 к водородному охрупчиванию.

Х80

-ее -ад -го ®

Температура испытания, ОС

-60 40 -20 о го

Температура испытаний, ОС

А)

Б)

10Г2ФБЮ

-«0-60-10-30 0 20

Температура испытания, I ОС

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20

Температура ДОС

А) Б)

Рисунок 11 - Зависимость А)-ударной вязкости и Б)-доли волокна в изломе от температуры в четырех исследуемых состояниях стали Х80 и стали 10Г2ФБЮ 1- до деформационного старения; 2- после деформационного старения; 3- после наводораживания; 4- после деформационного старения и наводораживания.

Для этого проводилось электролитическое наводораживание серии образцов до и после их деформационного старения, с последующим их испытанием в условиях

динамического нагружения. Оценивались изменения ударной вязкости (образцы Шарпи) при температурах испытания от +20 С до -90°С и доли волокна в изломе рисунок 11, наличие межзеренного разрушения (рисунок 12). Полученные данные сопоставлялись с соответствующими характеристиками испытуемых сталей до и после деформационного старения не подвергавшихся наводораживанию.

Как видно из представленных результатов, влияние деформационного старения на склонность к водородному охрупчиванию стали 10Г2ФБЮ с ферритно-перлитно-бейнитной структурой выше, чем стали Х80 с бейнитной структурой. Это выражается, в более существенном снижении значения ударной вязкости стали 10Г2ФБЮ и доли волокна в изломе во всем диапазоне температур испытания. При этом, как показали результаты электронно-фрактографического исследования поверхностей разрушения образцов рисунок 12, доля межзеренного разрушения составила около 10% уже при температуре испытания ОС. У стали Х80, с бейнитной структурой, отрицательное влияние на склонность стали к водородному охрупчиванию в значительной степени проявляется только при отрицательных температурах испытания от -60°С и ниже.

в) хЗООО

Рисунок 12 - Электронные фрактограммы изломов образцов из стали Х80-а, б и 10Г2ФБЮ-В, г при температуре испытания -70 С а, в) после деформационного старения; б, г) после деформационного старения и наводораживания.

При этом микромеханизм разрушения преимущественно хрупкий, доля межзеренного разрушения в котором при -60°С не превышает 10%. Это свидетельствует о меньшем влиянии деформационного старения на склонности стали Х80 с преимущественно бейнитной структурой к водородному охрупчиванию при эксплуатации.

О ?0 40 00 60 100

Доля волокна, %

—1-Деформационное старение

2-Основной металп+наводораживание л З-Деформоцпонное старение+наводорахмвзние

Рисунок 13 - Зависимость ударной вязкости от доли волокна в изломе для стали Х80

На рисунке 13 представлена взаимосвязь величины ударной вязкости и доли волокна в изломе стали Х80. Этот график позволяет оценить работу распространения и зарождения трещины. Как видно при воздействии деформационного старения и наводораживания, при общем высоком значение ударной вязкости, работа зарождения меняется незначительно, а работа распространения уменьшается существенно, что необходимо учитывать при оценке фактического состояния металла труб бывших в эксплуатации.

Основные выводы и результаты работы

1. На основе изучения литературных данных показано, что перспективными конструкционными материалами для магистральных газопроводов являются низкоуглеродистые, микролегированные, высокопрочные стали с преимущественно бейнитной структурой, вопросы деформационного старения которых, а также их влияние на коррозионную стойкость и склонность к водородному охрупчиванию изучены недостаточно.

2. На основании сравнительного анализа изменения в процессе деформационного старения комплекса механических свойств у традиционных низколегированных трубных сталей с ферритно-перлитной структурой, категории прочности К55 и высокопрочной малоуглеродистой, микролегированной стали категории прочности К65 с преимущественно бейнитной структурой, показано меньшая склонность последней к

деформационному старению. Это выражается во вдвое меньшем по сравнению со сталью 17ГС повышении прочностных характеристик, с сохранением высоких пластических характеристик и критической температуры хрупкости вплоть до температуры -60°С. При этом работа зарождения трещины изменяется незначительно, а работа распространения трещины уменьшается существенно, что необходимо учитывать при оценке фактического состояния металла трубопровода.

3. На основании электронно-микроскопических и рентгенографических исследований показано существенное отличие в изменении тонкой структуры малоуглеродистой высокопрочной стали по сравнению с традиционными ферритно-перлитными трубными сталями в процессе деформационного старения.

Методом рентгенографического анализа показано, что малоуглеродистые высокопрочные стали после деформационного старения характеризуются существенно меньшей величиной микродеформаций решетки, по сравнению с традиционными ферритно-перлитными сталями, (0, 234% для стали Х80 против 10, 7% для стали 17ГС) и более низкой плотностью дислокаций (4,1*1011 см"2 сталь Х80 и 3,7*10п см"2 стали 17ГС).

Методом электронной микроскопии установлено, что для бейнитной структуры стали Х80 существенного изменения дислокационной структуры не наблюдается, в то время как для традиционных сталей с ферритно-перлитной структурой происходит искажение перлитной структуры и формирование в ферритных зернах ячеистой дислокационной субструктуры, что объясняет их различную склонность к деформационному старению.

4. На основании исследования поведения сталей разной категории прочности в кислых средах до и после деформационного старения показано отрицательное влияние последнего на их коррозионную стойкость. При этом у стали с ферритно-перлитной структурой (сталь 17ГС) в результате деформационного старения скорость коррозии возрастает примерно в 2 раза больше, чем у малоуглеродистой стали с преимущественно бейнитной структурой (Х80) и составляет 7,1 г/м2ч и 3,7 г/м2ч для стали 17ГС и Х80 соответственно.

5. Изучение влияния деформационного старения на скорость коррозии металла ОШУ ЗТВ показало его существенную зависимость от структурно-фазового состава. Установлено, что наличие в структуре металла ферритной и мартенситной фаз способствует интенсивному снижению коррозионной стойкости металла ОШУ ЗТВ. Выявлено минимальное воздействие деформационного старения на металл ОШУ ЗТВ со структурой, представляющей однородную высокодисперсную ферритно-карбидную смесь.

6. На основе оценки влияния деформационного старения на склонность трубных сталей категории прочности К60 и К65 к водородному охрупчиванию в условиях электролитического наводораживания показано, что оно вызывает интенсификацию этого процесса. Склонность к водородному охрупчиванию проявляется в снижении сопротивления стали хрупкому разрушению, уменьшению значения ударной вязкости,

повышении критической температуры хрупкости и изменению микромеханизма разрушения.

Влияние деформационного старения на склонность к водородному охрупчиванию стали 10Г2ФБЮ с ферритно-перлитно-бейнитной структурой выше, чем стали Х80 с бейнитной структурой. Это выражается, в более существенном снижении значения ударной вязкости стали 10Г2ФБЮ и доли волокна в изломе во всем диапазоне температур испытания.

У стали Х80 с бейнитной структурой отрицательное влияние на склонность стали к водородному охрупчиванию в значительной степени проявляется только при температурах испытания от -60°С и ниже.

Методом олектронно-фрактографического исследования определено, что для обеих сталей микромеханизм разрушения преимущественно хрупкий с долей межзеренного разрушения около 10% при температуре испытания 0°С у стали 10Г2ФБЮ и при температуре испытания -60°С у стали Х80.

Публикации

1. Исследование влияние длительности эксплуатации на механические свойства труб из стали 17ГС. Ячинский A.A., Илюхин В.Ю., Шаповалова Ю.Д. и др. // Тезисы докладов 6-й всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. 27-30 сентября 2005 г. Москва. С. 8.

2. Ефименко Л. А., Коновалова, Илюхин В.Ю, Ячинский A.A., Шаповалова Ю.Д. Оценка деформационного старения металла зоны термического влияния сварных соединений низколегированных сталей // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2005. - № 10. - С. 45-47.

3. Изменение механических характеристик высокопрочных трубных сталей категории прочности Х80, XI00 в процессе эксплуатации Илюхин В.Ю. // Тезисы доклада Международной конференции. Техническое регулирование и стандартизация. Управление рисками, промышленная безопасность, контроль и мониторинг. 23-26 октября 2007 г. Москва С. 165.

4. Кузьмак А.Е., Кожеуров A.B., Ефименко Л.А., Илюхин В.Ю., Коновалова О.В. Кулонометрическая оценка кинетики коррозии сварной зоны // Коррозия: материалы, защита. - 2007. - № 12. - С. 40-41.

5. Ефименко Л. А., Капустин O.E., Илюхин В.Ю., Коновалова О.В. Анализ склонности трубных сталей различной категории прочности к термодеформационному старению // Сварочное производство. - 2008. - №1 - С. 1012.

6. Илюхин В.Ю., Алявдин Г.И., Коновалова О.В. Анализ склонности к деформационному старению трубных сталей различной категории прочности // Транспорт и подземное хранение газа. - 2008,- № 1. - С. 75-78.

7. Ефименко Л.А., Илюхин В.Ю, Горицкий В.М., Шнейдеров Г.Р., Кулемин A.M. Склонность к деформационному старению и водородному охрупчиванию высокопрочной стали Х80 для магистральных водопроводов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2008. - № 9. - С. 43-45.

8. Кузьмак А.Е., Кожеуров A.B., Ефименко Л.А., Илюхин В.Ю. Кулометрическая оценка коррозии околошовной зоны сварного шва при деформационном старении // Коррозия: материалы, защита. - 2009. - № 1. - С. 4346.

Подписано в печать 25.05.09. Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 405.

Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина 119991, Москва, Ленинский проспект, 65 тел. (495) 930-93-49

Введение.

Глава 1 Исследование влияния деформационного старения на коррозионную стойкость трубных сталей.

1.1 Модели старения трубных сталей.

1.2 Основные факторы, влияющие на кинетику процесса старения.

1.3 Влияние старения на эксплуатационные свойства трубных сталей (прочностные свойства, трещиностойкость, сопротивление хрупкому разрушению, коррозионная стойкость, водородное охрупчивание).

1.4 Структура и эксплуатационные характеристики трубных сталей

Выводы по главе 1.

Глава 2 Анализ склонности к деформационному старению трубных сталей различной категории прочности.

2.1 Характеристика исследуемых сталей.

2.2 Методики исследования.

2.3 Результаты исследования.

2.4 Влияние деформационного старения на изменение тонкой структуры сталей.

Выводы по главе 2.

Глава 3 Исследование влияния деформационного старения на коррозионную стойкость трубных сталей различной категории прочности и их сварных соединений.

3.1 Материал и методики исследования.

3.2 Результаты оценки влияния деформационного старения на коррозионную стойкость стали с различной структурой.

3.3 Исследование влияния деформационного старения на коррозионную стойкость металла околошовного участка зоны термического влияния в зависимости от его структурно-фазового состава.

3.4 Влияние деформационного старения на коррозионную стойкость высокопрочной трубной стали категории прочности

Выводы по главе 3.

Глава 4 Исследование влияния деформационного старения на склонность стали к водородному охрупчиванию.

4.1 Понятие водородного охрупчивания.

4.2 Исследование влияния деформационного старения на водородное охрупчивание.

4.3 Методики исследования.

4.4 Оценка микромеханизма разрушения стали Х80.

4.5 Практическое использование результатов работы.

Выводы по главе 4.

В настоящее время добыча газа в России составляет около 600 млрд. т. С использованием природного газа производится 47-57 % тепловой энергии, 45 % электроэнергии, 49 % проката черного металла, 59 % мартеновской стали, 97 % чугуна, 98 % кирпича и другой промышленной продукции; 13 % газа расходуется на коммунальные нужды. Этот далеко не полный перечень использования газа говорит о зависимости экономики и быта стран СНГ от надежной работы трубопроводного транспорта газа [35].

Для транспортировки газа по территории государств СНГ и Балтии, а также на экспорт в Европу создана единая система газоснабжения (ЕСГ).

Протяженность магистралей ЕСГ достигла 220 тыс. км, в том числе больших диаметров (1020, 1220 и 1420 мм) - 124 тыс. км (56%). Из них протяженность магистралей России составляет 138,5 тыс. км (63 %), Украины — 31 тыс. км (14,1 %), Беларуси — 4,7 тыс. км (2,1 %), других стран СНГ -20,8 % [35].

Действующая система магистральных подземных газопроводов состоит из следующих конструктивных элементов: более чем 20 млн. труб, 20 млн. сварочных соединений, 690 млн. кв. м изоляционных покрытий, более 18 тыс:, установок электрохимической защиты, 220 тыс. км траншей, 220 тыс. км грунтовой засыпки, десятки тысяч балластировочных устройств.

Число переходов через автодороги составляет 2426, из них 1195 в России; через железные дороги — 2472, из них 1489 в России; подводных переходов — 1339 (ниток 2593), из них 1066 (ниток 2004) в России.

Основная часть магистральных трубопроводов России эксплуатируется более 30 лет. В течение столь длительного времени в трубах под воздействием напряжений, коррозионной среды и водорода происходят процессы, приводящие к изменению физико-механических свойств металла. При анализе состояния, оценке остаточного ресурса и планировании капитального ремонта трубопроводов необходимо исходить из реальных свойств металла труб. Преждевременное разрушение трубопроводов вызывают в основном концентраторы напряжений механического происхождения (царапины, надрезы, конструктивные дефекты и т.п.), а также дефекты, образующиеся в результате контакта металла с коррозионной средой. Длительная эксплуатация приводит к деградации свойств металла труб вследствие изменения его структурного состояния, так что разрушение становится возможным даже при напряжениях, не превышающих максимально допустимые. Ослабление сопротивления разрушению может быть связанно с процессами старения металла, увеличением в нем содержания водорода и внутренних напряжений и с накоплением дефектов типа микротрещин [23, 37, 50, 54, 62, 77].

Таблица 1.1 - Статистика отказов нефтегазовых сооружений

НГС Вид отказа

Коррозия Брак материалов Механические повреждения Эксплуатационные нарушения и др

Нефтеперерабатывающая промышленность и транспорт нефти 70% 2% 10% 3%

Газопроводы 36,1%,в том числе 70% по причине КРН 13,3% 13,9% 26,1%

Внутрипромысловые трубопроводы 95%, разрывы из-за внутренней коррозии 60-80 в день, 25-30 тыс в год

В таблице 1.1 приведена статистика отказов нефтегазовых сооружений (НГС). Как видно, коррозионные повреждения являются основной причиной выхода оборудования из строя.

Потери от коррозии по данным [35] составляют до 12 % национального дохода и 23 % всего проката, производимого в год.

Следует так же обращать внимание на изменение свойств трубных сталей в процессе эксплуатации за счет деформационного старения. Это может оказывать негативное влияние на коррозионную стойкость трубных сталей и их сварных соединений.

В работах [93, 94, 95] показано влияние процессов деформационного старения на свойства низколегированных трубных сталей категории прочности до К50 включительно. Установлено, что деформационное старение низколегированных трубных сталей в условиях действия статических нагрузок проявляется не только в повышении прочностных и уменьшении пластических свойств, но и в снижении способности металла сопротивляться накоплению и развитию микроповреждений, определяемых значениями коэффициентов деструкции (А) и добротности (77) материала. При этом чем выше значения А и ниже 7], тем больше склонность металла к повреждаемости. В отличие от основных механических характеристик, значения А и 7] изменяются более интенсивно, что необходимо учитывать при оценке свойств стали. Установлено, что в результате деформационного старения в условиях действия циклических нагрузок происходит снижение значений предела выносливости и уменьшение числа циклов до разрушения. При этом сопротивление металла накоплению локальных повреждений тем интенсивнее, чем выше степень деформации металла при старении. В процессе деформационного старения низколегированных трубных сталей с ферритно-перлитной структурой наблюдается изменение морфологии дислокационной структуры. Вместо отдельных дислокаций и дислокационных петель, имеющих место в структуре до деформационного старения, формируется ячеистая субструктура с неоднородным распределением дислокаций, при котором стенки ячеек, представляющие собой участки с повышенной плотностью дислокаций, разделяют области феррита практически свободные от них. Установлено, что при деформационном старении низколегированных трубных сталей с преимущественно бейнитной структурой существенных изменений дислокационной субструктуры не наблюдается. Как до, так и после деформационного старения в ферритной фазе бейнитной структуры наблюдаются равномерно распределенные дислокации с плотностью 109 см2 и Ю10 - 1011 см2 в крупно и мелко-игольчатых кристаллах соответственно.

К настоящему времени достаточно подробно изучена проблема деформационного старения трубопроводных сталей с ферритно-перлитной структурой категории прочности до К50. Вместе с тем,' в отечественной и мировой практике строительства трубопроводов отмечается тенденция замены традиционных трубных сталей на высокопрочные категории прочности К60, К65 и выше. Использование труб из сталей более высокой категории прочности позволит повысить рабочее давление в трубопроводах, без увеличения металлоемкости и удельных затрат на строительство.

На международной конференции «Металл для нефтегазопроводных труб: перспективы сотрудничества и партнёрства», проходящей в Санкт — Петербурге, в докладе [66] были обозначены основные требования к эксплуатационным характеристикам трубопроводов, актуальные для решения множества вопросов нефтегазовой промышленности России:

• увеличение рабочего давления в магистральных газопроводах >11,8 МПа;

• повышение прочности стали для труб в перспективе до XI20;

• понижение температуры эксплуатации до -50°С;

• испытания на ударную вязкость при температурах до -60°С;

• повышение вязкопластических свойств и коррозионной стойкости стали;

• повышение экологической безопасности.

Для обустройства нефтегазовых месторождений в северных районах России, где имеется повышенное содержание коррозионно-активных компонентов в промысловых средах, требуются трубы, отличающиеся достаточным сопротивлением хрупкому разрушению при отрицательных температурах, а также сероводородному растрескиванию. Для повышения эффективности газовых месторождений требуется переход на транспортировку природного газа под более высокими давлениями. Если использовать для строительства новых высокоэффективных газопроводов традиционные стали категории прочности Х65 — Х70 (что по российским нормам соответствует классам прочности К56 — К60), пришлось бы значительно увеличить толщину стенки. Поэтому в настоящее время актуальной становится задача создания труб большого диаметра категории прочности Х80 (К65), применение которых позволит существенно уменьшить металлоёмкость, стоимость сооружения и эксплуатации газопроводов.

Для обеспечения повышенных эксплутационных характеристик труб, работающих в условиях воздействия низких (до -60°С) температур и коррозионно-агрессивных промысловых сред ужесточены требования:

• по величине ударной вязкости и доле вязкой составляющей в

О 2 изломе образцов с острым надрезом (КСУ.б0 с^40 Дж/см ; процент вязкой составляющей в изломе должен быть больше или равен 50%);

• по уровню загрязнённости стали неметаллическими включениями (средний/максимальный балл): сульфиды 1,5/2,0; оксиды и силикаты 2,5/3,0;

• по содержанию водорода (< 0,0002%); 1

• по содержанию азота (< 0,008%);

• по размеру действительного зерна (не крупнее №9);

• по ферритно-перлитной полосчатости (не более балла 2);

• по стойкости против сульфидного коррозионного растрескивания под напряжением и водородного растрескивания: пороговое напряжение должно быть не менее 70 % минимально гарантированного предела текучести, а значение коэффициентов длины (CLR) и ширины (CTR) водородных трещин не более 6 % и 3 % соответственно [19].

Необходимость улучшения вязкости и свариваемости стали потребовала уменьшения в ней содержания углерода до 0,06 % [11, 67, 71]. Для достижения заданного уровня прочности в сталь вводятся ниобий (до 0,06 %), а также молибден и никель, повышающие устойчивость горячедеформированного аустенита и способствующие формированию в готовом прокате микроструктуры из смеси полигонального и игольчатого феррита (верхнего бейнита) [89].

Следует отметить, что вопросы деформационного старения этой группы сталей практически не изучены. Также в работах отечественных и зарубежных исследователей не нашло должного отражения изучение влияния деформационного старения на коррозионную стойкость и склонность к водородному охрупчиванию трубных сталей и их сварных соединений. В связи с чем, исследование влияния особенностей деформационного старения высокопрочных трубных сталей и их сварных соединений на коррозионную стойкость является актуальным.

Основные выводы и результаты работы

1. На основе изучения литературных данных показано, что перспективными конструкционными материалами для магистральных газопроводов являются низкоуглеродистые микролегированные высокопрочные стали с преимущественно бейнитной структурой, вопросы деформационного старения которых, а также их влияние на коррозионную стойкость и склонность к водородному охрупчиванию изучены недостаточно.

2. На основании сравнительного анализа изменения в процессе деформационного старения комплекса механических свойств у традиционных низколегированных трубных сталей с ферритно-перлитной структурой, категории прочности К55 и высокопрочной малоуглеродистой, микролегированной стали категории прочности К65, с преимущественно бейнитной структурой, показано меньшая склонность последней к деформационному старению. Это выражается в двое меньшем по сравнению со сталью 17ГС повышении прочностных характеристик, с сохранением высоких пластических характеристик и критической температуры хрупкости вплоть до температуры -60°С. При этом работа зарождения трещины изменяется незначительно, а работа распространения трещины уменьшается существенно, что необходимо учитывать при оценке фактического состояния металла трубопровода.

3. На основании электронно-микроскопических и рентгенографических исследований, показано существенное отличие в изменении тонкой структуры малоуглеродистой высокопрочной стали по сравнению с традиционными ферритно-перлитными трубными сталями, в процессе деформационного старения.

Методом рентгенографического анализа показано, что малоуглеродистые высокопрочные стали после деформационного старения характеризуются существенно меньшей величиной микродеформаций решетки, по сравнению с традиционными ферритно-перлитными сталями, (О, 234% для стали Х80 против 10,7% для стали 17ГС) и более низкой плотностью дислокаций (4,1*10п см"2 сталь Х80 и 3,7*10п см"2 стали 17ГС).

Методом электронной микроскопии установлено, что для бейнитной структуры стали Х80 существенного изменения дислокационной структуры не наблюдается, в то время как для традиционных сталей с ферритно-перлитной структурой происходит искажение перлитной структуры и формирование в ферритных зернах ячеистой дислокационной субструктуры, что объясняет их различную склонность к деформационному старению.

4. На основании исследования поведения сталей разной категории прочности в кислых средах до и после деформационного старения показано отрицательное влияние последнего на их коррозионную стойкость. При этом у стали с ферритно-перлитной структурой (сталь 17ГС), в результате деформационного старения, скорость коррозии возрастает примерно в 2 раза больше, чем у малоуглеродистой стали с преимущественно бейнитной структурой (Х80) и составляет 7,1 г/м2ч и 3,7 г/м2ч для стали 17ГС и Х80 соответственно.

5. Изучение влияния деформационного старения на скорость коррозии металла ОШУ ЗТВ показало его существенную зависимость от структурно-фазового состава. Установлено, что наличие в структуре металла ферритной и мартенситной фаз способствует интенсивному снижению коррозионной стойкости металла ОШУ ЗТВ. Выявлено минимальное воздействие деформационного старения на металл ОШУ ЗТВ со структурой, представляющей однородную высокодисперсную ферритно-карбидную смесь.

6. На основе оценки влияния деформационного старения на склонность трубных сталей категории прочности К60 и К65 к водородному охрупчиванию в условиях электролитического наводораживания показано, что оно вызывает интенсификацию этого процесса. Склонность к водородному охрупчиванию проявляется в снижении сопротивления стали хрупкому разрушению, уменьшению значения ударной вязкости, повышении критической температуры хрупкости и изменению микромеханизма разрушения.

Влияние деформационного старения на склонность к водородному охрупчиванию стали 10Г2ФБЮ с ферритно-перлитно-бейнитной структурой выше, чем стали Х80 с бейнитной структурой. Это выражается, в более существенном снижении значения ударной вязкости стали 10Г2ФБЮ и доли волокна в изломе во всем диапазоне температур испытания.

У стали Х80 с бейнитной структурой отрицательное влияние на склонность стали к водородному охрупчиванию в значительной степени проявляется только при температурах испытания от -60°С и ниже.

Методом электроннофрактографического исследования определено, что для обеих сталей микромеханизм разрушения преимущественно хрупкий с долей межзеренного разрушения около 10% при температуре испытания 0°С у стали 10Г2ФБЮ и при температуре испытания -60°С у стали Х80.

1. Авдеев Б.А. Современные машины и приборы для механических испытаний материалов. -М.: Стандартгиз, 1960. -146 с.

2. Авдеев Б.А. Техника определения механических свойств металлов.- М.: Машиностроение, 1965. 488 с.

3. АгасянП.К., Хамракулов Т.К. Кулонометрический метод анализа.- М.:Недра, 1984.-245 с.

4. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия стали. М.: Металлургия, 1985. -192 с.

5. Бабич В.К.Деформационное старение сталей // Изв. вузов. Черная металлургия. 1965. № 6.-С. 129.

6. Бабич В.К., Гуль Ю.П., Долженков И.Е. Деформационное старение стали М.: Металлургия, 1972.-320 с.

7. Безлюдько Г.Я., Мужицкий В.Ф., Попов Б.Е. Магнитный контроль (по коэрцитивной силе) напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса стальных металлоконструкций // Заводская лаборатория.- 1999. № 9.- С.53.

8. Белоглазов С.М. Наводораживание стали при электрохимических процессах. Л.: Изд-во Ленинградского Ун-та, 1945. — 411 с.

9. Белоглазов С.М. Электрохимический водород и металлы. Поведение и борьба с охрупчиванием: Монография. Калининград: Изд-во КГУ, 2004.- 180 с.

10. Белый А.П., Матросов Ю.И, Ганошенко И.В., Носоченко А.О., Дейнеко А.Я. Толстолистовая сталь для газопроводных труб категории прочности Х80 // Сталь. 2004. - №3. - С. 51-55.

11. Белый А.П., Матросов Ю.И., Ганошенко И.В., Носоченко О.В., Багмет О.А. Толстолистовая сталь для газопроводных труб категории прочности Х80 // Сталь. 2006 - №5. - С. 106-110.

12. Болотов А.С., Розов В.Н., Коатес К., Васильев Г.Г., Клейн В.Н. Коррозионное растрескивание на магистральных газопроводах // Газовая промышленность. — 1994. №6. — С. 12-14.

13. Взаимодействие между дислокациями и атомами примесей в металлах и сплавах: Сб. Трудов. Тула, 1969. - 121 с.

14. Владимирский Т.А. Сталь для топок котлов и паровозов. Трансжелдориздат, 1939 46 с.

15. Встовский Г.В., Терентьев В.Ф. Учет охрупчивания металла и наличия нерегистрируемых дефектов в расчетах остаточного ресурса технологического оборудования // Заводская лаборатория. — 1999. №9. - С. 47-51.

16. Ганченко М.Н. Хрупкое разрушение сварных соединений и конструкций. -Матгиз, 1963. 75 с.

17. Гафаров Н.А. и др. Коррозия и защита оборудования сероводо-родосодержащих нефтегазовых месторождений. М.: Недра, 1998. 437 с.

18. Голованов А.В., ЗикеевВ.Н. и др. Разработка состава стали и технологических параметров производства хладостойкого и сероводо-родостойкого проката для нефтегазопроводных труб // Сталь. 2005. - №9. -С. 70-72.

19. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: МИСиС, 2002. - 360 с.

20. ГорицкийВ.М. // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1997. - № 1. - С. 13-19.

21. Горицкий В.М. Диагностика металлов — М.: Металлургиздат, 2004. 402 с.

22. Горицкий В.М. Критерий разрушения сталей, склонных к распространению хрупких микротрещин по границам кристаллитов // Проблемы прочности.-1987.-N° 11.-С. 37-43.

23. ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение. М.: Стандартинформ, 2005. - 22 с.

24. ГОСТ 17745-90. Стали и сплавы. Методы определения газов. -М.: Гос. Ком. СССР по управл. кач-вом продукции и стандартам, 1990. 11 с.

25. ГОСТ 2999-75. Металлы и сплавы. Метод измерения твёрдости по Виккерсу. — М.: Гос. Ком. СССР по стандартам, 1986. 29 с.

26. ГОСТ 7268-82. Сталь. Метод определения склонности к механическому старению по испытанию на ударный изгиб. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 3 с.

27. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. М.: Изд-во стандартов, 2004. — 18 с.

28. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах. — М.: Изд-во стандартов, 2002. 9 с.

29. ГульЮ.П. Склонность стали к водородному охрупчиванию. // Заводская лаборатория. 1970. - №2. - С. 217.

30. Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. — 540 с.

31. Гумеров А.Г Дефектность труб нефтепроводов и методы их ремонта. М.: Недра, 1998.- 252 с.

32. Гумеров А.Г, Зайнуллин Р.С, Ямалеев К.М., Росляков А.В. Старение труб нефтепроводов. М.: Недра, 1995. - 218 с.

33. Гумеров А.Г., Ямалеев К.М., Журавлев Г.В., Бадиков Ф.И. Трещи-ностойкость металла труб нефтепроводов. М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2001.- 231 с.

34. Гумеров К.М., Гладких И.Ф., Черкасов Н.М. и др. Безопасность трубопроводов при длительной эксплуатации. Челябинск.: Изд-во ЦНТИ, 2003. - 327 с.

35. Дмитриев В.Ф., Мурзаханов Г.Х., Филиппов Г.А. Строительство трубопроводов // Строительство трубопроводов. 1997. - №3. - С. 21-24.

36. Ефименко JI.A., Капустин О.Е., Илюхин В.Ю., Коновалова О.В. Анализ склонности трубных сталей различной категории прочности к термодеформационному старению // Сварочное производство. 2008. №1 — С. 10-12.

37. Металловедение №12, 1998г.

38. Зайнулин Р.С., Суханов А.В., Воробьев В.А. Кинетика деформационного старения низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Недра. 113-с.

39. Захарова М.И. Атомно-кристаллическая структура и свойства металлов и сплавов, М.: Москваа??, 1972. 70с.

40. Зиневич A.M. К вопросу обеспечения надежности функционирования магистральных трубопроводов // Сварка в машиностроении 1992. -№11-57 с.

41. Золотаревский B.C. Механические свойства металлов. — М.: Металлургия, 1983. —351 с.

42. Зорин Е.Е., Ланчаков Г.А., Степаненко А.И. Оценка степени деградации металла трубопроводов // Газовая промышленность. 2003. - № 4. - С.57-60.

43. Иванова B.C. Циклическое разрушение металлов и сплавов. — М.: Наука, 1981.-200 с.

44. Иванова B.C., Шанявский А.А. Количественная фактография. Усталостное разрушение. — Челябинск: Металлургия, 1988. -396 с.

45. Иванцов О.М., Харитонов В.И. Надежность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1978. — 166 с.

46. Иванцов О.М. Надежность строительных конструкций.- М.: Недра, 1985.-231с.

47. Иванцов О.М. Надежность и экологическая безопасность магистральных трубопроводов России // Сб. трудов междунар. конф. Сварка и родственные технологии в XXI век. - Киев: Москва. - 1998.- С.99-109.

48. Изотов В.И. Филиппов Г.А. Влияние переохлаждения при нормальном 7"» а превращении на распределение углерода в феррите низколегированной стали // ФММ. 1999. - т. 87. - № 4 - С. 72-77.

49. Изотов В.И., Козлова А.Г., ТемкинД.Е. и др. Морфология феррито-перлитных структур и механические свойства малоуглеродистой стали // ФММ. 1996. - №3. - С.53-64.

50. Изотов В.И., Поздняков В.А., Филиппов Г.А. // ФММ. 2001. -Т.91. - №5. - С. 84-90.

51. Калиниченко Х.Б., Романов О.Н. Влияние рабочих сред на свойства материалов //- Киев: Наукова думка, 1964.- вып.З.- С. 100.

52. Качанов JI.M. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. —312с.

53. Конева Н.А. Физика прочности металлов и сплавов // СОЖ. -1997.-№7.- С. 95-102.

54. Кривоглаз М.А. Дифракция рентгеновских лучей и нейтронов в неидеальных кристаллах. Киев: Наукова Думка, 1983. - 408 с.

55. Куделин Ю.И., Антонов В.Г. Сероводород в морской воде и требования к защите от коррозии трубопроводных систем // Газовая промышленность. 2005. - №11. - С. 37—41.

56. КузмакА.Е., Кожеуров А.В. Кулонометрическая оценка скорости коррозии углеродистой стали // Защита металлов 2004. - т. 4. - №1. - с. 105

57. Курочкин В.В., Филиппов Г.А. Проблемы безопасности и надежности трубопроводного транспорта: Тезисы докл. II науч.-техн. конф. — Новосибирск, 1999. С. 57-59.

58. Ланчаков Г.А., Зорин Е.Е., Пашков Ю.А., Степаненко А.И. Работоспособность трубопроводов: В 3-х ч. М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2001. -4.2: Сопротивляемость разрушению. -337 с.

59. Левин Д.М., Чуканов А.Н., Муравлева Л.В. // Вестник Тамбовского университета. 1998. - Вып. 3. - С. 315-318.

60. ЛякишевН.П., Кантор М.М., Воронин В.Н. и др. Исследование структуры металлов газопроводов после их длительной эксплуатации // Металлы. -2005. № 1.- С. 3-16.

61. Макаренко В.Д., Халин А.Н. Исследование влияние водорода на коррозионное разрушение сварных трубопроводов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2005. - №8. - С.43 — 45.

62. Матросов Ю.И. и др. Качественные характеристики малоперлитной стали 08Г1Б для газопроводных труб большого диаметра // Сталь. 2002. - №12. - С. 55-59.

63. Матросов Ю.И., Ганошенко И.В., Багмет О.А. и др. Возможность повышения предела текучести листов из высокопрочных трубных сталей Х70 и Х80 // Сталь. 2005. - №2. - С. 74-78.

64. Мочернюк Н.П. Красневский С.М., Лазаревич Г.И. и др. Влияние времени эксплуатации магистрального газопровода и рабочего давления газа на физико-механические характеристики трубной стали 19Г // Газовая промышленность. 1991. - № 3.- С.34-36.

65. MP 5-81. Расчеты на прочность в машиностроении. Классификация видов поверхностей разрушения (изломов) металлов. Изд. Москва, Недра.1989 год, стр.76

66. Носоченко О.В., Матросов Ю.И., Ганошенко И.В. и др. Свойства бесперлитной трубной стали категории прочности Х65 70 типа 0,ЗС-1,5Мп -00,9Nb // Металлург. - 2003 - №12. - С. 30 - 33.

67. Пашков Ю.И., Анисимов Ю.И., Ланчаков Г.А. и др. Прогнозирование остаточного ресурса прочности магистральных газопроводов с учетом продолжительности эксплуатации // Строительство трубопроводов. 1996.-№ 2. - С. 20-24.

68. Пенкин А.Г., Терентьев В.Ф. Оценка степени повреждаемости конструкционной стали 19Г при статическом и циклическом деформировании с использованием метода акустической эмиссии // Металлы. — 2004. N3.-С.78-85.

69. Работнов Ю.Н. Введение в механику разрушения. М.: Наука, 1987.-80 с.

70. Серенсен С.В., Махутов Н. Проблемы прочности. — 1969 № 4.1. С. 29.

71. Синельников В.А., Морозов Ю.Д., Филиппов Г.А. Влияние коррозионной среды на сопротивление трубы разрушению // Трубопроводный транспорт нефти. 1997. - №8. - С.29-32.

72. Слепцов О.И., Большаков A.M., Лыглаев А.В., Татаринов JI.H. Исследование изменения структуры и свойств металла магистрального газопровода после 30 лет эксплуатации в условиях Крайнего Севера // Сварка в Сибири. 2005. -№ 1. - С. 40-41.

73. Сорокин Г.М., Ефремов А.П., Саакиян JI.C. Коррозионно-механическое изнашивание сталей и сплавов. М.: Нефть и газ, 2002.- 420 с.

74. Сосновский JI.A., Воробьев В.В. Влияние длительности эксплуатации на сопротивление усталости трубной стали // Проблемы прочности.-2000. № 6. - С.44-53.

75. Стародубов К.Ф., Бабич В.К. // Изв.вузов. Черная металлур-гия. -1958.-№2.-С. 133.

76. Структура и механические свойства металлов М.: Металлургия, 1967.- 198 с.

77. Термическое упрочнение проката: Сб. науч. тр. ИЧМ — М.:Изд-во Металлургия, 1970. вып. 37. - 46 с.

78. Ударные испытания металлов: Сб. статей. Пер. с англ. М.: Мир, 1973.-316 с.

79. УманскийЯ.С. и др. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

80. Уманский Я.С. и др.; Иванов А.Н. и др. Сравнительное определение плотности дислокаций и поликристаллах по ширине рентгеновских линий и электронно-микроскопически // Заводскаялаборатория. 1998. - № 2. - С. 43-48.

81. Филиппов Г.А., Ливанова О.В. Влияние условий эксплуатации на механические свойства и сопротивление разрушению металла трубопроводов // Сталь. 2003. - № 7. - С.80-83.

82. Филиппов Г.А., Ливанова О.В., Дмитриев В.Ф. Деградация свойств металла при длительной эксплуатации магистральных трубопроводов // Сталь. 2003. - № 2. - С.84-87.

83. Хайстеркамп Ф., Хулка К., Матросов Ю.И. и др. Ниобий-сод ержащие низколегированные стали. М.: СП Интернет Инжиниринг, 1999.-94 с.

84. Харионовский В.В., Курганова И.Н., Иванцов О.М. и др. Прогнозирование показателей надежности конструкций газопроводов // Строительство трубопроводов.- 1996. № 3. - С.26-29.

85. Швед М.М., Ярёмченко Н.Я., Бальвей Л.М. Влияние водорода на прочность и характер разрушения сталей с различной концентрацией углерода // ФММ. 1975. - т. 12. - №15. - 49.

86. Эфрон Л.И., Литвиненко Д.А. Получение высокопрочных свариваемых сталей с бейнитной структурой с применением термодеформационной обработки // МиТОМ. М., 1994. - №10. - С.28-33.

87. ЯмалеевК.М. Старение металла труб в процессе эксплуатации нефтепроводов // Транспорт и хранение нефти. М.: ВНИИОЭНГ, 1990. -64 с.

88. Ямалеев К.М., Пауль А.В. Структурный механизм старения трубных сталей при эксплуатации нефтепроводов // Нефтяное хозяйство. -1988.-№ 11.-С. 61.

89. Ячинский А.А. Влияние структурно-фазового состава трубных сталей и их сварных соединений на сопротивление деформационному старению: Дис. . канд. техн. наук: 05.02.01. Москва, 2006. - 142 с.

90. Alefeld G. // Phys. Rev. Letters 1964. - v. 13. - № 13. - p. 395.

91. Baird J.D. // Iron and Steel. 1963. - v. 36. - P. 368, 400.

92. Bauer C.LJ. // Phys. Chem. Solids. 1966. - v. 27, № 6-7, p. 1133.

93. Cahn J.W. // Acta metallurgica. 1957. - v. 5. - № 1. - P. 168.

94. Comstock G.F. Proc. Amer. Soc. Testing Mat., 1943, v.43. - p. 521.

95. J. Iron and Steel Inst., 1952, v. 172, part 2.

96. Kockritz H. Mitt. Forsch. Inst, verein. Stahlw. Dortm., 1930-32, № 2. -S. 193.

97. McLennan J.E. //Acta metallurgica. 1965. - v 13. № 12.- P. 1299.

98. Osborn C.J. J. // Iron and Steel Inst. 1958. - v. 188 - part 2. - P. 97.

99. Ruhl K. // Archiv f. d. Eisenhuttenwesen, 1954, № 9,10. - S. 421.

100. Swinden T. // Metallurgia, 1937-38. v. 17, p. 181.

101. Wilson D.V., Ogran G.R.J // Iron and Steel Inst. 1968.- v.206.- hart 9.- P. 911.

102. Wilson D.V., Russel B. //Acta metallurgica. I960.- v 8. № 1.- P. 36.