Аннотация
В работе представлен металловедческий анализ причин образования питтинговой коррозии на поверхности горячекатаного проката трубных сталей феррито-перлито-бейнитного класса категории прочности от К56 до К60, с элементами математического и физического моделирования питтингообразования в зависимости от температуры нагрева и времени выдержки металла. Получил дальнейшее развитие математический аппарат прогнозирования питтинговой коррозии трубной стали классов прочности К56-К60. Результаты математического и физического моделирования позволили расширить представления по определению коррозионной константы в температурном интервале 900-1300ºС для реального и нулевого содержания углерода. Рассмотрены морфологические особенности коррозионно-активных неметаллических включений (КАНВ). Установлено, что КАНВ состоят из сульфидной и оксисульфидной частей. Присутствие в твёрдом металле алюмокальциевых включений 12CaO7Al2O3, не удалённых в процессе выплавки и разливки, оказывает наиболее отрицательное воздействие не только на питтинговую коррозию, но и на вязкость и пластичность стали, по сравнению с алюмокальциевыми включениями другого состава. Наиболее предпочтительным видом включения для трубной стали категории прочности К52-К60 является КАНВ, состоящее из 3CaOAl2O3, так как такой состав имеет максимальную сульфидную ёмкость, достаточно высокую температуру плавления и сравнительно хороший коэффициент термического расширения. Чистота стали по КАНВ обеспечивается оптимизацией технологических параметров внепечной обработки Са-содержащими материалами, комплексом производственных мероприятий, направленных на снижение содержания кислорода и водорода в жидкой стали, а также минимизацию образования неметаллических включений. Предварительно обработанный металл (дробеструйная обработка + грунтовка поверхности) предотвращает развитие питтингообразования. Глубина питтингов зависит от двух основных факторов: величины гетерогенности поверхности (минимизация КАНВ), и температуры нагрева, причём первый фактор оказывает решающее значение.
Ключевые слова:
питтингообразование, коррозионно-активные неметаллические включения (КАНВ), питтинговая коррозия, математическое моделирование питтингообразования, неметаллические включения, глубины питтингообразования, стойкость против питтинговой коррозии
1. Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 1981. 216 с.
2. Биркс Н., Майер Дж. Введение в высокотемпературное окисление металлов: пер. с англ. М.: Металлургия, 1987. 184 с.
3. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия стали. М.: Металлургия, 1985. 192 с.
4. Беликов С.В., Сергеева К.И., Карабаналов М.С. Изучение структуры неметаллических включений в стали марки 13ХФА и их влияния на инициирование процессов питтингообразования // Фундаментальные исследования. 2012. № 11. С. 367-372.
5. Тюсенков А.С. Коррозионная стойкость стали 13ХФА // Сталь. 2016. № 2. С. 53 - 57.
6. Степанов А.И., Ашихмина И.Н., Беликов С.В. Неметаллические включения в низколегированной стали 13ХФА для нефтепроводных труб повышенной надёжности // Сталь. 2014. № 6. С. 83-85.
7. Агбоола О.Ф. Изучение и оптимизация типа и морфологии неметаллических включений в низколегированных высокопрочных сталях: дис. … канд. техн. наук: 05.16.02 / О.Ф. Агбоола. М., 2004. 135 с.
8. Морозова Т.В. Влияние технологии производства стали на однородность структуры и загрязнённость неметаллическими включениями с целью повышения надёжности магистральных трубопроводов: дис. … канд. техн. наук: 05.16.02 / Т.В. Морозова. М., 2012. 147 с.
9. Влияние неметаллических включений на свойства труб из сталей категории прочности К48-К52 / Д.В. Руцкий, Н.А. Зюбан, М.Ю. Чубуков [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. № 7(230). С. 13-19.
10. Особенности поведения при пластической деформации и коррозионная активность двухфазных неметаллических включений в низкоуглеродистой стали, легированной алюминием / О.А. Клецова, В.И. Грызунов, С.Н. Сергиенко [и др.] // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2020. № 22. С. 98-105.
11. Василенко И.И., Мелехов Р.К. Коррозионное растрескивание сталей. Киев: Наукова думка, 1977. 265 с.
12. Михайловский Ю.Н. Атмосферная коррозия металлов и методы их защиты. М.: Металлургия, 1989. 103 с.
13. Достижения науки о коррозии и технологии защиты от неё. Коррозионное растрескивание металлов / под ред. Фонтана М., Стэйла Р.; пер. с англ. под ред. Синявского В.С. М.: Металлургия, 1985. 488 с.
14. Структура и коррозия металлов и сплавов: Атлас. Справ. изд. / Сокол И.Я., Ульянин Е.А., Фельдгандлер Э.Г. и др. М.: Металлургия, 1989. 400 с.
15. Иоссель Ю.Я., Кленов Г.Э. Математические методы расчёта электрохимической коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия, 1984. 272 с.
16. Разработка математической модели для определения глубины обезуглероживания поверхности слябов из трубных марок стали / М.И. Мокрицкий, С.А. Сбитнев, Р.Е. Великоцкий, С.В. Куберский // Пути совершенствования технологических процессов и оборудования промышленного производства : сборник тезисов докладов VIII международной научно-технической конференции, Алчевск, 23–24 октября 2024 года. Алчевск: Донбасский государственный технический университет, 2024. С. 11-15.