Проведение исследований металла опытных труб для прогнозирования их стойкости к вязкому разрушению

дипломная работа

4.1.3 Третье поколение трубных сталей

В дальнейшем технические требования, предъявляемые к трубам, были существенно ужесточены и расширены: основными показателями были определены критерии, оценивающие сопротивление хрупкому и вязкому разрушениям - ударная вязкость на образцах с острым надрезом при -15°С должна составлять не менее 80 Дж/см2, доля волокнистой составляющей в изломе образцов DWTT - не менее 80 %. Для решения новых задач потребовались и новые подходы к решению проблемы:

- минимизация количества неметаллических включений (оксидов и сульфидов) в стали путем проведения десульфурации передельного чугуна и ковшевой обработки металла, снизив содержание серы до 0,004-0,006 %;

- использование измельчения зерна как основного механизма упрочнения в сочетании с дисперсионным и дислокационным упрочнением вместо упрочнения путем увеличения содержания углерода.

На практике получение мелкого зерна достигалось контролируемой прокаткой сталей, микролегированной карбонитридообразующими элементами - ванадием и титаном и наиболее сильно воздействующим на процессы торможения рекристаллизации ниобием. Многостадийный процесс контролируемой прокатки включает стадии нагрева, обжатия в широком диапазоне температур преимущественной области с последующим ускоренным охлаждением (контролируемая прокатка с ускоренным охлаждением) и проводится с целью формирования мелкозернистой структуры с развитой субструктурой.

Эти стали относятся к третьему поколению конструкционных сталей для газопроводных труб большого диаметра.

Замена горячей прокатки с последующей нормализацией и контролируемой прокатки с охлаждением на воздухе контролируемой прокаткой с ускоренным охлаждением и понимание концепции технологии микролегирования способствовали созданию более прогрессивных марок сталей, что послужило основанием для всех последующих научных разработок. В сталях, полученных с применением контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением, прежде всего, улучшены все показатели, характеризующие вязкость и пластичность, а именно: способность к пластической деформации в холодном состоянии при статическом и динамическом нагружении; ударная вязкость в области вязкого и смешанного разрушения; переходная температура хрупкого разрушения; свариваемость. Эти стали отвечали требованиям к сталям для газопроводных труб категории прочности Х65…Х70.

Сопротивление распространению вязких трещин в газопроводах является наиболее важным свойством, определяющим возможности применения особо прочных трубных сталей при высоких эксплуатационных давлениях. На протяжении последних десятилетий достигнуто понимание, что существующие методы оценки требуемой вязкости трубных сталей текущего производства достаточно надежны, однако их применимость для высокопрочных материалов нового поколения требует дополнительного анализа. К настоящему времени предпринято немало усилий для изучения особенностей поведения особо прочных сталей при высоком давлении и разработки более корректных методов оценок минимально необходимой вязкости. Тем не менее, новые методы находятся на стадиях достаточно далеких от завершения и принятия инженерным сообществом. В качестве промежуточного решения многие исследователи предлагают экспериментально найденные корректировки или уточнения для вновь разрабатываемых групп прочности трубных сталей. Такой подход не затрагивает коренным образом фундаментальные вопросы, связанные с остановкой протяженного вязкого разрушения, но дают определенные возможности для анализа и принятия предварительных инженерных решений.

Делись добром ;)