Определение коррозионной стойкости низколегированных сталей магнитным методом

Влияние термообработки на скорость коррозии образцов высокоуглеродистых сталей (максимальная коррозионная убыль наблюдается при температуре отпуска 400 °C) основано на возникновении микрогальванических пар между фазовыми составляющими материала. Микрогальванические пары в процессе термообработки перераспределяются, что меняет условия протекания гальванических токов. В свою очередь структурно-фазовый состав обуславливает магнитные свойства сталей и определяет связь их магнитных характеристик с коррозионной активностью. Цель работы — разработка метода контроля скорости коррозии по изменению магнитных характеристик. Установлено, что существует тесная взаимосвязь между коэрцитивной силой и электрохимическим потенциалом (относительно хлорсеребряного электрода) — показателем коррозионной активности. На примере трубопровода из стали 09Г2С, вдоль которого изменение коэрцитивной силы достигало 25 %, показано, что риск развития макрогальванических пар достаточно высок. Предложен экспресс-метод выявления коррозионно опасных зон изделий путем сканирования магнитных параметров материала. В качестве решения проблемы неоднозначности связи коррозионной активности и магнитных параметров использовали многопараметровый подход. Гармоническим разложением петель магнитного гистерезиса образцов стали 45Х получили ряд нечетных гармоник, некоторые из которых слабо коррелировали с коррозионной убылью. Вместе с тем комплексы из нескольких гармоник коррелировали с ней уже в значительно большей степени. Полученные результаты могут быть использованы при технической диагностике и прогнозировании коррозионной активности стальных конструкций до начала их эксплуатации.

1. Нестеров Д., Сидорчук М., Миллионщиков В., Беликова Т., Ястребова Н. Коррозия резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов / ТехНадзор. 2015. № 11(108). С. 540 – 541.

2. Быстрова О. Н. Локальная коррозия углеродистой стали в резервуарах для очистки сточных нефтепромысловых вод / Вестник Технологического университета. 2016. Т. 19. № 4. С. 43 – 46.

3. Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику / Пер. с англ. — Л.: Химия, 1989.

4. Белеевский В. С., Куделин Ю. И. Коррозия: теория и практика. — М.: Спутник+, 2011. — 275 с.

5. Новиков В. Ф., Устинов В. П., Муратов К. Р., Федоров Б. В., Попова С. А. О возможности магнитного метода контроля коррозионной стойкости стали / Коррозия: материалы, защита. 2018. № 8. С. 34 – 38.

6. Novikov V. F., Sokolov R. A., Neradovskiy D. F., Muratov K. R. A technique for predicting steel corrosion resistance. / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 289. Issue 1. P. 12. DOI: 10.1088/1757-899X/289/1/012013.

7. Скорчеллетти В. В. Теоретические основы коррозии металлов. — Л.: Химия, 1973. — 284 с.

8. Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.

9. Помазова А. В., Панова Т. В., Геринг Г. И. Влияние разнозернистости структуры на коррозионную стойкость наружной поверхности труб из углеродистой стали 20, применяемых в теплоэнергетике / Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2014. Т. 14. № 4. С. 37 – 44.

10. Чувильдеев В. Н., Копылов В. И., Нохрин А. В., Бахметьев А. М., Сандлер Н. Г., Тряев П. В., Козлова Н. А., Табачкова Н. Ю., Михайлов А. С., Чегуров М. К., Смирнова Е. С. Влияние локального химического состава границ зерен на коррозионную стойкость титанового сплава / Письма в журнал технической физики. 2016. Т. 42. № 24. С. 24 – 32. DOI: 10.1134/S1063785016120178.

11. Гутман Э. М. Механохимия металлов и защита от коррозии. — М.: Металлургия, 1981. — 270 с.

12. Мовчан Т. Г., Есипова Н. Е., Ерюкин П. В., Урьев Н. Б., Русанов А. И. Механохимические эффекты в процессах коррозии металлов / Журнал общей химии. 2005. Т. 75. № 11. С. 1761 – 1767. DOI: 10.1007/s11176-005-0491-8.

13. Матюк В. Ф., Бурак В. А. Контроль качества отпуска закаленных изделий из конструкционных среднеуглеродистых сталей импульсным магнитным методом / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 9. С. 31 – 36.

14. Михеев М. Н., Горкунов Э. С. Магнитные методы неразрушающего контроля структурного состояния и прочностных характеристик термически обработанных изделий (обзор) / Дефектоскопия. 1985. № 3. С. 3 – 21.

15. Лобанов М. Л., Сысолятина И. П., Чистяков В. К., Гобов Ю. Л., Горкунов Э. С., Задворкин С. М., Корзунин Г. С., Лаврентьев А. Г., Перов Д. В., Ринкевич А. Б., Сандовский В. А. О возможности неразрушающего контроля величины зерна на промежуточных этапах производства электротехнической стали / Дефектоскопия. 2003. Т. 39. № 8. С. 55 – 70. DOI: 10.1023/B:RUNT.0000016388.74217.9a.

16. Бида Г. В., Ничипурук А. П. Магнитные свойства термообработанных сталей. — Екатеринбург, 2005. — 218 с.

17. Царькова Т. П. Магнитные свойства и методы контроля качества термически и деформационно упрочненных сталей: автореферат дисс. ... канд. техн. наук. — Екатеринбург, 1995.

18. Киселев В. Г., Калютик А. А. Особенности влияния коррозионных элементов на локализацию процессов разрушения металла при прокладке трубопроводов в грунте / Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2015. № 1 – 2. С. 3 – 10.

19. Полянская И. Л., Щукина В. Н. Исследование обезуглероживания макроскопических коррозионных повреждений / Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2017. Т. 1. № 3(31). С. 92 – 96.

20. Пат. № 2627122 РФ, МПК G01R 33/14 (2006.01). Способ и устройство для определения релаксационной коэрцитивной силы и релаксационной намагниченности протяженных изделий из ферромагнитных материалов / Новиков В. Ф., Радченко А. В., Устинов В. П., Чуданов В. Е., Муратов К. Р.; заявитель и патентообладатель ООО НПФ «Радан». — № 2016137251; заявл. 16.09.2016; опубл. 03.08.2017. Бюл. № 22.

21. Новиков В. Ф., Прилуцкий В. В. Свойства локальной намагниченности в виде полосы и возможности ее использования для неразрушающего контроля / Дефектоскопия. 2014. № 7. С. 24 – 30. DOI: 10.1134/S1061830914070080.

22. Пат. № 2570704 РФ, МПК G01N 17/00. Способ и устройство для контроля избыточной коррозии стали / Евко В. П., Новиков В. Ф., Радченко А. В., Устинов В. П.; заявитель и патентообладатель ООО НПФ «Радан». — № 2015103100/28; заявл. 30.01.2015; опубл. 10.12.2015. Бюл. № 34.

23. Бида Г. В., Ничипурук А. П. Многопараметровые методы в магнитной структуроскопии и неразрушающем контроле механических свойств сталей / Дефектоскопия. 2007. № 8. С. 3 – 24. DOI: 10.1134/S1061830907080013.

24. Биргер И. А. Техническая диагностика. — М.: Машиностроение, 1978. — 240 с.