Циклічна тріщиностійкість сталей тривало експлуатованих згинів парогонів

Abstract

Внаслідок експлуатаційної деградації сталей 12Х1МФ та 15Х1М1Ф знижується їх опір зародженню та субкритичному росту втомної тріщини, особливо біля зовнішньої поверхні зони розтягу згинів парогонів. Довговічність на стадії зародження початкової макротріщини найчутливіша до структурно-механічної пошкоджуваності деградованих сталей. Показано, що сульфідні включення типу MnS сприяють падінню роботоздатності цих сталей через формування біля них клиноподібних мікропорожнин. Розроблено методику пришвидшеної деградації сталей парогонів у лабораторних умовах за температур 540…630°С і циклічного навантаження з високою асиметрією циклу (R = 0,6), що моделює маневрові режими роботи парогонів.

Эксплуатационная деградация структуры сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф понижает сопротивление зарождению и субкритическому росту усталостной трещины, особенно возле внешней поверхности зоны растяжения гибов паропроводов. Долговечность на стадии зарождения начальной макротрещины наиболее чувствительна к структурно-механической повреждаемости деградированных сталей. Показано, что сульфидные включения типа MnS способствуют падению работоспособности паропроводной стали вследствие формирования возле них клиновидных микрополостей. Разработана методика ускоренной деградации сталей паропроводов в лабораторных условиях при температурах 540…630°С и циклическом нагружении с высокой асимметрией цикла (R = 0,6), которая моделирует маневровые режимы работы (пуски-остановки) паропроводов.

Service degradation of the 12Х1МФ and 15 Х1М1Ф steels structure decreases the resistance to fatigue crack initiation and subcritical fatigue crack growth near the xternal tensile zone surface of the steam pipeline bends. Durability at the stage of the initial macrocrack initiation is the most sensitive to the structural-mechanical damaging of degraded steels. It is shown that sulphide inclusions like MnS facilitate the decrease of serviceability of steam pipeline steels due to formation of the wedge-like micropores near them. The methods of the accelerated degradation of steam pipeline steels in the laboratory conditions at 540…630°C and under fatigue loading with a high stress ratio (R = 0.6) that models the maneuver conditions, i.e. start-stop of steam pipelines operation, are developed.