В дисертаційній роботі виконано актуальне науково-практичне
завдання – визначено стійкість сталей ферито-перлітного класу, з яких побудовані магістральні газопроводи України, 09Г2С, 17Г1С, 10Г2ФБ та зварних з’єднань, проти корозійного розтріскування у ґрунтовому середовищі з рН, наближеним до нейтрального (модельному ґрунтовому електроліті NS4), за катодної поляризації в нормованому ДСТУ 4219 діапазоні захисних потенціалів від -0,750 до -1,050 В.
Газотранспортна система України включає мережу магістральних газопроводів довжиною приблизно 40 тисяч км, в основному підземного прокладання. Для їх захисту від ґрунтової корозії застосовують комплексний протикорозійний захист (захисними полімерними покривами та електрохімічний – наведенням катодної поляризації). Це дає змогу знизити швидкість корозії сталі до технічно допустимого рівня (менше 0,01 мм/рік).
В основоположному документі щодо захисту магістральних трубопроводів від корозії ДСТУ 4219 встановлено діапазон захисних потенціалів від -0,850 В до -1,150 В (відносно мідносульфатного електроду порівняння, що відповідає потенціалам від -0,750 до -1,050 В відносно хлоридсрібного електроду). Але досвід експлуатації показує, що навіть при підтримуванні потенціалу в цьому діапазоні не виключена імовірність розвитку різних видів корозії, найнебезпечнішим з яких є корозійне розтріскування. Імовірно, що й рівень потенціалу катодного захисту також по-різному впливатиме на розвиток цього явища.
Проблема корозійного розтріскування гостро стоїть в світі з 60-х років минулого сторіччя, і наслідки техногенних аварій на газопроводах, спричинені корозійним розтріскуванням, торкаються безпеки людей та екології на значних територіях. Частка аварій, спричинена корозійним розтріскуванням досягає 40%. Враховуючи небезпеку та масштабність корозійного розтріскування, важливість детальнішого вивчення корозійного розтріскування магістральних газопроводів зі сталей ферито-перлітного класу в умовах катодного захисту є актуальною.
Мета роботи – визначити стійкість сталей ферито-перлітного класу, з яких побудовані магістральні газопроводи України, 09Г2С, 17Г1С, 10Г2ФБ та зварних з’єднань, проти корозійного розтріскування у ґрунтовому середовищі з рН, наближеним до нейтрального (модельному ґрунтовому електроліті NS4), за катодної поляризації в нормованому ДСТУ 4219 діапазоні захисних потенціалів від -0,750 до -1,050 В відносно хлоридсрібного електроду порівняння.
Наукова новизна одержаних результатів.
1. Розширено уявлення про стійкість сталей ферито-перлітного класу 09Г2С, 17Г1С та 10Г2ФБ проти корозійного розтріскування у ґрунтовому середовищі, з рН, наближеним до нейтрального (модельному ґрунтовому електроліті NS4), за катодної поляризації, яке полягає у тому, що залежно від рівня катодної поляризації в нормованому ДСТУ 4219 діапазоні захисних потенціалів від -0,750 до -1,05 В корозійне розтріскування відбувається за механізмами локального анодного розчинення, водневого розтріскування або змішаним, а діапазони потенціалів дії зазначених механізмів відрізняються для сталей різного хімічного складу.
2. Вперше встановлені границі діапазонів потенціалів, за яких відбувається зміна механізму корозійного розтріскування сталей ферито-перлітного класу модельному грунтовому електроліті NS4 в нормованому ДСТУ 4219 діапазоні захисних потенціалів. Для сталей 09Г2С, 17Г1С та 10Г2ФБ змішаний механізм реалізується в діапазонах: від -0,850 В до -1,000 В, від -0,800 В до -0,980 В, від -0,750 до -1,050 В, відповідно. За потенціалів позитивніших нижньої границі діє механізм локального анодного розчинення, від’ємніше верхньої границі – водневого розтріскування.
3. Вперше встановлено, що зварні з’єднання зі сталі 10Г2ФБ не схильні до корозійного розтріскування за водневим механізмом в нормованому
ДСТУ 4219 діапазоні захисних потенціалів від -0,750 до -1,05 В у модельному ґрунтовому електроліті NS4. Руйнування зварного з’єднання відбувається по основному металу, що доведено металографічними дослідженнями та узгоджується з випадками корозійного розтріскування на магістральних газопроводах.
4. Вперше встановлена правомірність застосування коефіцієнту схильності до корозійного розтріскування KS, введеного для основного металу, для порівняльного оцінювання стійкості бездефектних зварних з’єднань.
