Stability of the metal mechanical properties of oil hydrocracking reactor shell during long term exploitation is very important for guarantee of safe service. It is significant to investigate a metal after different duration of its service for prediction of work ability of material. The simultaneous effect of high temperature and hydrogen on an intensity of metal degradation is revealed. Besides, by comparison of creep strain Tales in air and hydrogen, is shown effect of hydrogenation on steady stale creep of metal in virgin stale and after service. In particular creep strain rate in virgin and degraded in service conditions steels is higher in hydrogen than in air. The mechanism of hydrogen effect is revealed. It is shown that tests in hydrogen make systems of sliding made active and it provides localization of creep process in the narrow strip and fracture macroorientation in direction of the tangent stresses action.
Cyclic loading is one the most dangerous factors affecting durability of power equipment. Moreover, often the technology operates in aggressive media containing hydrogen. Long-term operation of equipment under simultaneous effect of cyclic loading., high temperature and hydrogen-containing environment causes the degradation of material properties. The analysis of the present experimental data testify to the prospects for using the fatigue fracture mechanics approach in the evaluation of the degree of high-temperature degradation of structural alloys. In this respect, the threshold characteristics of fatigue crack growth, which are the best for describing a localized fracture, are the most preferable. Conditions of the steam pipelines operating under pressure cause a decrease of the threshold characteristics of fatigue crack growth resistance.
PL
Cykliczne obciążenie jest jednym z najbardziej niebezpiecznych czynników prowadzących do zniszczenia sprzętu energetycznego. Ponadto często proces technologiczny odbywa się w środowisku zawierającym wodór. Długotrwała eksploatacja sprzętu w warunkach cyklicznego obciążenia, wysokich temperatur oraz w środowiskach nasyconych wodorem prowadzą do degradacji właściwości materiału. Przeprowadzono analizę współczesnych wyników doświadczalnych pod względem zastosowania parametrów zmęczeniowej mechaniki pękania dla oceny poziomu wysokotemperaturowej degradacji struktury materiału. W związku z tym progowe parametry zmęczeniowego wzrostu pęknięcia uznano za najlepsze dla opisania pękania w lokalnym obszarze. Warunki pracy rurociągów ciepłowniczych powodują obciążenie progowych parametrów odporności zmęczeniowej propagacji pęknięć.
A number of effects of hydrogen both as gas and dissolved in metal on the threshold fatigue crack growth in steels has been analysed: the effect of gas adsorption on the effective fatigue threshold delta Kth ef int; fatigue crack growth in structural steels in dependence of its strength and test temperature; use of the delta Kth ef int parameter for evaluation of the high temperature degradation of steels during operation; existence of three factors of ambiguous hydrogen influence on delta Kth ef int; a geometric model of crack closure in the hydrogenated steel caused by fracture surface roughness and the longitudinal shear; scale effect of the fatigue threshold.
PL
Zrobiono analizę całego szeregu fenomenów wpływu wodoru jako bazowego środowiska, tak i rozpuszczonego w metalu, na przyprogowy wzrost zmęczeniowych szczelin w stali; adsorbcyjny wpływ gazu na efektywny próg zmęczenia delta Kth ef int; zmęczeniowy wzrost szczelin w konstrukcyjnych stalach w zależności od ich mocności i temperatury badań; wykorzystanie parametru delta Kth ef int dla oceny wysokotemperaturowej degradacji stali; istnienie trzech czynników niejednoznacznego wpływu wodoru na delta Kth ef int; geometryczny model zamknięcia szczeliny w wodorowanej stali spowodowany szorstkością powierzchni i wzdłużnym zasuwem; skalowy efekt progu zmęczenia.
W pracy zbadano wpływ różnych reżimów starzenia w warunkach laboratoryjnych stali stosowanych w przemyśle energetycznym 12H1MF i 15H2MFA na parametry statycznej (JIC i dJ/da) i zmęczeniowej (ΔKth, ΔKth eff) odporności na pękanie. Pokazano, że różne reżimy termo-mechanicznego starzenia w środowisku powietrza prowadzą do wzrostu statycznych i zmęczeniowych parametrów odporności na pękanie. Dopiero przeprowadzenie zabiegu starzenia w środowisku gazowego wodoru obniża progowy WIN, wyznaczony w badaniach zmęczeniowych. Zastosowanie ΔKth eff pozwoliło wyjaśnić szczegóły wpływu wodoru na degradację metalu.
EN
Effect of in-laboratory ageing conditions (temperature regime, environment type and stress level) of the power steels on their static and cyclic crack growth resistance was investigated. For 12Kh1MF steel, which was in service 156000 h, it was shown, that the fracture toughness JIC and parameter dJ/da increase after izothermomecanical treatment on air. Thermocycling during ageing decreases slightly the positive effect of ageing. Izothermomecanical ageing on air effects in like manner on the threshold fatigue crack growth parameters of 15Kh2MFA steel. An ageing in gaseous hydrogen facilitates of fatigue crack growth with the threshold rate. Metal outgassing after ageing in hydrogen makes away the negative effect of hydrogen. However metal degradation occurs more intensively in hydrogen than on air.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.