Open AccessInfluence of Long-Term Operation on Physical and Mechanical Properties and Cold Resistance Indicators of Pipe Steel 10G2
Author(s) -
А. А. Хлыбов,
Yu. G. Kabaldin,
М. С. Аносов,
D. A. Ryabov
Publication year - 2021
Publication title -
vestnik iževskogo gosudarstvennogo tehničeskogo universiteta/vestnik ižgtu imeni m.t. kalašnikova
Language(s) - Russian
Resource type - Journals
eISSN - 2413-1172
pISSN - 1813-7903
DOI - 10.22213/2413-1172-2021-1-38-44
Subject(s) - term (time) , materials science , metallurgy , forensic engineering , environmental science , engineering , physics , quantum mechanics
Проведено исследование влияния длительности эксплуатации магистрального газопровода на изменение физико-механических характеристик показателей хладостойкости трубной стали 10Г2.Установлено, что в процессе длительной эксплуатации стали 10Г2 в составе магистрального газопровода наблюдается изменение структуры металла, при этом происходит перераспределение перлитной составляющей и укрупнение зерен. Получены значения микротвердости исследуемой стали до и после эксплуатации (10, 25, 40 лет). Длительная эксплуатация (40 лет) материала труб приводит к росту значений микротвердости с 1518 до 2786 HV. Выявлено двукратное снижение значений ударной вязкости стали 10Г2 после старения и эксплуатации в течение 25 лет. Также наблюдается значительное повышение температуры вязкохрупкого перехода, что снижает надежность магистральных трубопроводов. В результате испытаний стали 10Г2 в широком диапазоне температур после 25 лет эксплуатации наблюдается снижение пластичности металла (относительное удлинение уменьшается примерно в 1,6 раза), повышение предела прочности и снижение предела текучести (до 9 %).Предложена методика неразрушающего контроля деградации механических свойств стали 10Г2 в процессе эксплуатации изделий. Установлена зависимость акустического параметра D, рассчитанного на основе скорости распространения продольных и поперечных упругих волн в металле от срока эксплуатации газовых магистральных труб и температуры вязкохрупкого перехода для стали 10Г2. Показано, что предложенный акустический параметр может выступать в качестве характеристического параметра хладостойкости материала магистральных газопроводов и использоваться при технической диагностике для оценки их остаточного ресурса.Исследование выполнено по гранту РНФ № 19-19-00332 «Разработка научно обоснованных подходов и аппаратно-программных средств мониторинга поврежденности конструкционных материалов на основе подходов искусственного интеллекта для обеспечения безопасной эксплуатации технических объектов в арктических условиях».