Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Анализ работоспособности нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях коррозионно-механического растрескивания 9
1.1 Основные факторы и механизмы коррозионно-механического растрескивания 9
1.2 Критерии оценки сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию 26
1.3 Повышение сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию 30
Выводы по главе 1 40
Глава 2 Оценка предельного состояния конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с коррозионно-механическими трещинами 41
2.1 Анализ фактических разрушений 41
2.2 Расчетная оценка предельного состояния конструктивных элементов с коррозионно-механическими трещинами 49
Выводы по главе 2 55
Глава 3 Исследование локализованных процессов охрупчивания и механохимической коррозии в металле конструктивных элементов в связи с коррозионно-механическим растрескиванием 56
3.1 Роль локализованных механохимических процессов при оценке ресурса конструктивных элементов 56
3.2 Расчетное определение скорости равновесных концентраций водорода и азота в металле 65
3.3 Оценка степени деформационного охрупчивания и старения 80
Выводы по главе 3 81
Глава 4 Оценка и повышение остаточного ресурса конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с коррозионно-механическими трещинами 82
4.1 Механизм коррозионно-механического растрескивания 82
4.2 Методы оценки сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию 87
4.3 Метод оценки ресурса конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с коррозионно-механическими трещинами при циклическом нагружении 97
4.4 Оценка эффективности испытаний повышенным давлением нефтегазового оборудования и трубопроводов с коррозионно-механическими трещинами 101
4.5 Повышение остаточного ресурса конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с коррозионно-механическими трещинами применением приварных накладных элементов повышенной работоспособности 104
Выводы по главе 4 112
Основные выводы и рекомендации 113
Библиографический список использованной литературы 115
- Критерии оценки сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию
- Расчетная оценка предельного состояния конструктивных элементов с коррозионно-механическими трещинами
- Расчетное определение скорости равновесных концентраций водорода и азота в металле
- Методы оценки сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию
Введение к работе
-Проблема надежной, безаварийной эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов в последние годы все более актуальна. Это обусловлено интенсификацией процессов добычи нефти и газа, их переработки и определенными изменениями состава сырьевой базы. Как интенсификация технологических процессов, определяющая увеличение рабочих давлений, температурных колебаний и активность среды, так и изменение химического состава перерабатываемого продукта ухудшают условия эксплуатации металлического оборудования и трубопроводов и приводят к преждевременному выходу их из строя.
Особую сложность представляет проблема обеспечения безопасности оборудования для добычи и переработки нефти и газа, содержащих сернистые соединения, и в частности сероводород. При этом в процессе эксплуатации металл конструктивных элементов оборудования и трубопроводов подвергается наводороживанию.
Под влиянием проникающего в металл водорода происходят охрупчи-вание и растрескивание, что приводит к разрушению металла. Все увеличивающиеся объемы добычи, переработки и транспортировки продуктов, содержащих активные компоненты, в отечественной промышленности требуют разработки и реализации комплексных мер, которые обеспечили бы безаварийную эксплуатацию технологического оборудования в необходимых режимах. В решении этих вопросов одним из наиболее сложных является защита металла от разрушительного воздействия водорода.
Сложность и опасность водородного воздействия на металл заключается в том, что процесс разрушения может начинаться в его внутренних слоях, оставаясь незамеченным длительное время. На активность этого процесса влияют внешние (среда, давление, температура) и внутренние факторы, связанные с химическим составом и структурой материала. Изучение этого процесса, уточнение механизма водородного поражения металла - необходимые условия разработки мер по его ослаблению и предотвращению.
В 2003 г. в 000 «Баштрансгаз» внутритрубным комплексом ДМТП было обследовано 486,5 км газопроводов Ду 1400, в результате выявлено около 700 дефектов, в т.ч. 65 коррозионно-механических.
Все коррозионно-механические дефекты, а также дефекты, квалифицированные в отчетах по внутритрубной дефектоскопии (ВТД) как критические и закритические, уже в 2003 г. были идентифицированы в шурфах. По результатам идентификации с заменой и переизоляцией лентой «Лиам» было отремонтировано 43 участка общей протяженностью 1738,5 м.
В то же время идентификация результатов ВТД в шурфах выявила, что они не обладают нужной точностью, т.е. или не подтверждаются, или направлены «в задел». Такие неточности приводят к неоправданно высоким трудозатратам (плата за отвод земель, привлечение подрядчиков, материалы, остановка газопровода и стравливание газа и т.п.). В отчетах по ВТД раздел по определению степени опасности дефектов опирается на несколько документов, в т.ч. зарубежных, но не учитывается новый нормативный документ ВСН 39-1.10-009-2002.
Есть «нестыковки» в нормативных документах, разработанных ВНИИ-Газом. В ВРД 39-1.10-023-2001 допускается трещины КРН (коррозионное растрескивание под напряжением) глубиной до 0,2 толщины стенки ремонтировать контролируемой шлифовкой без привязки к расположению сварных швов. В ВРД 558-97 вообще не допустимы никакие виды ремонта трещин глубиной более 0,1 толщины стенки, в т.ч. сваркой, в зоне термического влияния сварных швов для Dy 1400 - это 200 мм.
Но у всех этих документов, включая те нормативы, на которых базируются отчеты по ВТД, есть общие моменты - все они излишне «перестраховочные».
Современные магнитные снаряды-дефектоскопы позволяют гарантировать выявление коррозионно-механических дефектов глубиной более 20 % от толщины стенки труб, которые составляют лишь часть дефектов по причине КРН, имеющихся в газопроводе. Так как срок эксплуатации газопрово-
5 дов превышает срок разрушения клеящего слоя пленочных изоляционных покрытий, то на участках, где существуют условия для КРН, в настоящее время практически все коррозионно-механические дефекты уже зародились и развиваются. Максимальная средняя скорость роста коррозионно-механических дефектов труб, определенная как отношение глубины кор-розионно-механического дефекта к сроку эксплуатации газопровода, может превышать 1,4 мм в год. При такой скорости роста изменение глубины дефекта с 20 до 50 % и выше от толщины стенки трубы может произойти за три года. Глубина дефекта свыше 50 % при соответствующей длине может стать причиной аварийного разрушения газопровода.
С 1999 года на линейной части газопроводов ООО «Баштрансгаз» совместно с ООО «ВНИИГаз» была опробована и внедрена технология обследования в протяженных шурфах на предмет выявления КРН. Это позволило выявить 1500 очагов КРН и предотвратить поток отказов, случившихся в 1998 году. Проведенными в 2002 г. по этой технологии обследованиями были выявлены коррозионно-механические дефекты глубиной до 3 мм, которые ВТД в 2003 г. не обнаружила. Следовательно, целесообразно проводить пропуск снарядов ВТД на участках, подверженных КРН, через 3 года, а не через 5 лет, как записано в Правилах технической эксплуатации магистральных газопроводов (ВР 39-1.10-006-2000*. Кроме этого следует привести нормативную документацию по дефектации трубопроводов к единому нормативу, который должен более реально отражать степень опасности дефекта.
Цель работы - прогнозирование и повышение остаточного ресурса безопасной эксплуатации конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с обнаруженными при диагностике коррозионно-механическими трещинами.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
Критерии оценки сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию
Принципиальные особенности основных методов определения долговременной прочности сталей под воздействием растягивающих напряжений и сред подробно изложены в работах [7, 8, 68, 78, 79].
В работе [8] склонность к водородному охрупчиванию определяли по критической прочности металла, при достижении которой чувствительность стали к этому виду охрупчивания резко возрастает. Установлено, что испытания при постоянной нагрузке более жесткие в сравнении с динамическим нагружением. Однако эта характеристика не является абсолютной и помимо состояния стали и условий наводороживания зависит в значительной степени от формы испытуемого образца. Авторами работы [8] предложен новый тип образца для испытаний, позволяющий определить не только максимально допустимые напряжения при наводороживании в определенных условиях, но и рассчитать минимальные напряжения, при которых образуются первые зародышевые трещины водородного растрескивания. За счет изменения диаметра по длине образца при нагружении происходит продольное распределение напряжений с соотношением наибольших значений к наименьшим 1,85. После испытаний в наводороживающей среде до разрушения образец разрезается вдоль для обнаружения трещин, зародившихся при более низких напряжениях, чем максимальные напряжения, обусловивших его разрушение по наименьшему сечению.
Для изучения процессов внутреннего водородного расслаивания, растрескивания и сопровождающего их пузырения используется методика, основанная на одностороннем наводороживании плоского образца размером 200x20S мм (S - толщина образца), помещенного в приспособление, обеспечивающее заданную его деформацию. Электролитические ячейки для наводороживания (фторопластовая ячейка позволяет использовать растворы, содержащие сероводород) помещаются непосредственно на испытуемом образце на участке равномерной деформации с обеих его сторон.
Конструкция установки позволяет производить наводороживание с одной стороны образца и одновременно с двух его сторон, испытывать образец без наружных напряжений и с приложенными внешними напряжениями растяжения и сжатия. Испытания образцов низколегированных сталей при наво-дороживании данным методом закономерно приводили к формированию специфических дефектов расслаивания, растрескивания и пузырения, аналогичных наблюдаемым в металле оборудования, эксплуатируемого в средах, реализующих эти виды разрушения. Методика удобна для оценки влияния структурных параметров, природы неметаллических включений и напряженного состояния на все основные виды водородного растрескивания.
При обосновании состава стали для оборудования, подвергаемого воздействию водорода в процессе эксплуатации, также как и при уточнении отдельных технологических процессов (термической обработки, сварки, холодной и горячей деформаций и пр.), важно правильно выбрать критерий, объективно характеризующий поведение материала в производственных условиях по результатам лабораторных испытаний.
Рассматривая проблемы, возникающие при эксплуатации конструкционных сталей в водородсодержащих средах [130], показано, что выбор единого критерия оценки надежности затруднен, прежде всего, из-за сложности и неоднородности процессов водородного разрушения металла. В работе проведено исследование широкой группы свариваемых марок стали, характеризуемых гаммой микроструктур: феррито-перлитной, феррито-бейнитной и бейнитной, с применением различных методов испытания при катодной поляризации образцов и в газообразном водороде.
Вопреки распространенному мнению о том, что водородное охрупчи-вание сталей непосредственно зависит от их механических характеристик, авторы установили, что для свариваемых конструкционных сталей с преде-лом прочности от 30 до 100 кгс/мм нет явной зависимости между этими параметрами. Ограничением только механических характеристик (и установлением какого-то одного верхнего предела на твердость, например HRC 22) не обеспечивается надежная эксплуатация сварных сосудов в наводороживаю-щих средах.
Далее оценивается влияние закалочных структур (вид термической обработки и коэффициент закалки) на склонность к охрупчиванию и делается вывод об отсутствии однозначной зависимости степени охрупчивания и растрескивания от условий закалки (характера микроструктуры). Коэффициент закалки (г) находят сравнением скорости закалки (VK) с критической скоростью, необходимой для протекания бейнитного превращения (V2): r=log (V/V2). В заключение сделан вывод, что необходим комплексный критерий оценки водородоустойчивости стали, включающий 9 - температуру отпуска, г - коэффициент закалки и Н2 - содержание водорода, замеряемое на образце для испытаний на растяжение после его разрушения.
Подобный подход правилен, однако выбранные характеристики не учитывают макро- и микроструктурной неоднородности металла, которая, как это было показано, в ряде случаев оказывает решающее влияние на водо-родоустойчивость.
В работе [130] за критерий степени внутреннего водородного растрескивания принимается склонность стали к пузырению. Установлено, что пу-зырение более точно характеризует этот вид водородного поражения, чем растрескивание. В работе [69] приведены сравнительные результаты испытаний образцов свариваемой трубной стали в насыщенной сероводородом морской воде без приложения внешних напряжений. Температура испытаний 26 С. Из данной работы видно, что в тех случаях, когда сталь подвергалась растрескиванию, наблюдалось и пузырение. Однако стали, не показавшие склонности к растрескиванию, в ряде случаев имели поверхностное пузырение.
Расчетная оценка предельного состояния конструктивных элементов с коррозионно-механическими трещинами
В плане оценки предельного состояния труб со коррозионно-механическими трещинами важен вывод о том, что предельные среднеинте-гральные напряжения в нетто-сечении равны временному сопротивлению металла трубы.
В связи с этим обратимся к данным работ [60-64].
В общем случае разрушающее напряжение конструктивного элемента, работающего под действием статического внутреннего давления, определяется на основании данных работ [60, 64] с учетом размеров и местоположения трещины: о"іс=( тр Кь К Кф-Ку-ав, (2.1) где die - окружное разрушающее напряжение; Kh, Ке, К р и Ку коэффициенты учитывающие степень ослабления рабочего сечения элемента (Кь 1,0), поддерживающий эффект коротких трещин (К 1,0), их наклон к продольной оси трубопровода (Кф 0) и к радиальному направлению (Ку 0). Значение атр и определяется в соответствии с зависимостями, представленными на рисунке 2.8.
Коэффициент степени ослабления элемента трещиной определяется по формуле: Kh=l-h, (2.2) где h = h /8 - суммарная глубина трещины, отнесенная к толщине элемента. Произведение Kh, атр и ств представляет собой разрушающие окружное напряжение элемента с протяженными трещинами: ст]с = атр Kh ов.
При этом отношение ас/ав будем обозначать через фс и называть коэффициентом снижения несущей способности труб с трещинами.
Эта формула справедлива для конструктивных элементов с протяжен ными трещинами длиной , превышающими их расчетный диаметр Д(Ь /Д 1,0). Для сталей, нечувствительных к трещинам (сстр = 1,0), несущая способность элементов прямо пропорционально снижается с увеличением значения h. При атр 1,0 отмечается более резкое снижение а1с с увеличением степени ослабления стенки элемента h.
Влияние протяженности (1 1,0) трещин на несущую способность конструктивных элементов оценивается параметром К , который определяется по формуле
Таким образом, трещина снижает несущую способность конструктивных элементов из-за охрупчивания металла в окрестности ее вершины (снижения параметра сс относительно единицы) и уменьшение их рабочего сечения (уменьшения Кь). В коротких трещинах проявляется поддерживающий (упрочняющий) эффект, способствующий росту несущей способности конструктивных элементов (К 1,0). Наклонная ориентация (по отношению к продольной оси нефтепровода и радиальному направлению) трещин способствует повышению несущей способности конструктивных элементов вследствие снижения степени нагруженности и сингулярности. При этом произведение всех коэффициентов, входящих в формулу (2.1), не должно превышать единицы (условие 2.8).
Необходимо отметить, что для сталей, применяемых для изготовления большинства нефтегазопроводов (ее «1,0), оценку коэффициента несущей способности труб с трещинами можно рассчитывать по формуле (pc=l-h/7. (2.9) По рассчитанным значениям предельных напряжений о іс находятся соответствующие предельные (разрушающие) давления конструктивных элементов. Для бездефектных конструктивных элементов разрушающие давления Рв определяются по формуле Рв = 2л-ав, (2.10) где т] = 5/Д; 5 и Д - расчетные значения толщины стенки и диаметра конструктивного элемента. Предельное давление конструктивных элементов с трещинами рассчитывается по формуле (2.10) с заменой величины ав на G\c: Pc = 2r)-alc. (2.11)
Данная методика подтверждена многочисленными лабораторными и натурными испытаниями образцов и труб с трещиноподобными дефектами и искусственными трещинами. Кроме этого, на основании этой методики произведена оценка предельных давлений газопроводных труб, подверженных коррозии под напряжением (см. главу 2.1). Установлено, что степень снижения разрушающих напряжений из-за трещины в образце (чувствительность стали к острому концентратору остр) для испытанных образцов составила: атр = стс /ав 0 98. В области значений г\ 0,5 параметр сстр устанавливается по формуле: ос-ф = 1 — 0,08 r(l — r). Зависимость атр (h) показана на рисунке 2.10.
Поскольку протяженность I (длина) коррозионных трещин (строго ориентированных вдоль образующей трубы) была достаточно большой ( Д), то разрушающее окружное напряжение определяли по формуле а9с = атр в(і л) Внешний осмотр и изменения аварийной трубы показали, что максимальная глубина системы продольных трещин составляет около 0,5-8 (5 = 16,5 мм). Таким образом, можно полагать, что для данной трубы атр = 0 98. Следовательно, максимальное разрушающее окружное напряжение а6с = 308,7 МПа. Этому значению окружного напряжения соответствует разрушающее давление Рс = тс -5/R(R - радиус трубы) = 7,17 МПа.
Давление в газопроводе в момент аварии составляло 7,2 МПа. Такой факт сходимости расчета и фактического значения разрушающего давления аварийного трубопровода свидетельствует о высокой достоверности развиваемого в ГУП «ИПТЭР» подхода к оценке ресурса нефтегазопроводов (Р.С. Зайнуллин).
Расчетное определение скорости равновесных концентраций водорода и азота в металле
Указанные выше случаи механохимической повреждаемости конструктивных элементов реализуются при достаточной пластичности металла.
В ряде случаев конструктивные элементы оборудования и нефтегазопроводов подвергаются коррозионно-механическим разрушениям на внешней поверхности труб. При этом определенные участки трубопроводов оказываются пораженными массой продольных трещин, глубина которых достигает примерно половины толщины стенок труб.
Любопытно, что явного макроскопического охрупчивания металла при испытаниях образцов практически не обнаруживается. Ярким подтверждением этого является тот факт, что при разрушениях образцов (вырезанных из труб) в их нетто-сечении средние разрушающие напряжения достигают временного сопротивления металла ав. Это дает основание заключить, что на аварийном участке трубопровода коэффициент запаса прочности nB =Kj -KH/m«2,0. Здесь Кь К„ и m - соответственно, коэффициенты по материалу (К, = 1,34...1,55), назначению (Кн =1....1,05) и условию работы (m = 0,6...0,9).
Однако, из этого не следует, что процесс коррозионно-механического разрушения реализуется по механизму вязкого разрушения.
Очевидно, что первопричиной коррозионно-механических разрушений является нарушение изоляции труб. В дальнейшем происходит механохими-ческая коррозия наиболее напряженных поверхностных участков металла, которыми могут являться мягкие структурные составляющие, участки выхода дислокационных структур на поверхность металла и др.
Параллельно процессам механохимической коррозии происходят диффузные процессы переноса водорода и других примесных атомов (например азота) в подповерхностные зоны с высокой жесткостью напряженного состояния. Этими зонами могут быть мягкие структурные составляющие металла, окрестности вершины развивающейся трещины острых углов и др. Чем выше степень жесткости в этих зонах, тем больше равновесная концентрация примесных атомов и водорода. Жесткость напряженного состояния принято оценивать отношением vj/CT шарового тензора к девиатору тензора напряженного состояния в данной зоне металла. Из теории деформирования твердого тела известно, что шаровой тензор равен среднему (гидростатическому) напряжению тср:
Зависимости увеличения степени равновесной концентрации Км0 от интенсивности напряжений а; и коэффициента жесткости напряженного состояния \j/c показаны на рисунках 3.14 и 3.15.
В полученные математические модели равновесной концентрации водорода и азота входит неизвестная величина коэффициента жесткости напряженного состояния і/ст.
Попытаемся произвести оценку этого коэффициента с позиции известных подходов макромеханической и геометрической неоднородности.
Прогнозирование степени охрупченности металла на реакционной границе «поверхность металла - рабочая среда»
Как известно, стали представляют собой совокупность структурных составляющих, имеющих различные механические и теплофизические характеристики. Особый интерес представляют структурные составляющие, имеющие пониженные механические характеристики, например предел текучести стт и временное сопротивление JB.
На рисунках 3.16-3.17 показаны схемы участков с различными механическими свойствами, которые могут реализоваться на реакционной границе «поверхность металла - рабочая коррозионная среда». Факт наличия в металле зон с различной прочностью, в общем случае, будем называть микромеханической неоднородностью. Как известно, для сварных соединений характерна макромеханическая неоднородность [23, 24, 25, 60 и др.]. Наличие микромеханической неоднородности сталей подтверждается профилеграм-мами образцов (рисунок 3.17).
Наиболее адекватной моделью, характеризующей микромеханическую неоднородность сталей, являются структурные составляющие, близкие по форме к цилиндрическим (рисунок 3.16).
Вначале рассмотрим результаты решения Л.М. Качанова, О.А. Бакши для осесимметричной мягкой прослойки (рисунок 3.18).
Не останавливаясь на подробностях анализа, приведем основные результаты решения О.А. Бакши [6], которые поясняют поставленную в настоящей работе задачу.
При малых значениях С (С = 0,5) касательные напряжения практически линейно зависят от р и становятся равными тк =тт = aT/V3, где стт -предел текучести мягкой прослойки (рисунок 3.21).
Нормальные напряжения crz и ar = аф по мере приближения к центру прослойки возрастают. Чем тоньше прослойка (меньше параметр %), тем интенсивнее возрастают все компоненты напряжений по мере уменьшения р (рисунок 3.22).
Методы оценки сопротивления коррозионно-механическому растрескиванию
Как известно (Э.М. Гутман), между скоростью коррозии и и величиной среднего напряжения аср существует зависимость u = u0expacpV/RT, (4.1) где V - молярный объем металла; R и Т - универсальная газовая постоянная и абсолютная температура; и0=о при сгср = 0 ; acp =(GJ +а2 +а3)/3; сгі,ст2,Сз - компоненты главных напряжений в элементе. Значение и0 устанавливается известными экспериментальными методами при заданных условиях коррозионного воздействия среды и температуры. Величина среднего напряжения аср зависит от характера напряженного состояния, реализуемого на корродирующей поверхности образца или конструкции. Минимальное значение a ср (при приложении нормальных напряжений) возникает в случае одноосного растяжения (сжатия) напряжением cjj и составляет 1/3 G] . Максимальное практически достижимое значение тср составляет 2/3 с1? что соответствует двухосному растяжению с равными компонентами напряжений (с, =а2). Большинство элементов трубопроводов работает в условиях двухосного состояния. В работе [60] проведены коррозионные испытания листовых образцов, нагружаемых постоянным прогибом по схеме чистого изгиба. Применены образцы двух типов: прямоугольные, т.е. пластины с соотношением сторон поперечного сечения B/S = 5, И круглые. В прямоугольных образцах при изгибе реализуется напряженное состояние, близкое к одноосному, а в круглых - двухосному.
Установлено [60], что характер зависимостей и/и0 =f(a) как при одноосном, так и при двухосном изгибе имеет один и тот же вид. Чем больше начальное напряжение, тем выше значение скорости коррозии и отношение и/и0. Однако при одних и тех же значениях начального напряжения отношение Кмхп больше для образцов, подвергаемых двухосному изгибу. Это объясняется тем, что наличие второй составляющей напряжения при двухосном изгибе приводит к увеличению среднего напряжения, а следовательно, к усилению механохимического эффекта. Необходимо отметить, что связь между Кмхп, относительной скоростью коррозии и средним напряжением не зависит ни от схемы напряженного состояния, ни от исходных прочностных свойств металла. Любопытно, что KMxn(cjj) более близки к прямым (линейным) функциям, а не экспоненциальным, отвечающим формуле (4.1). При этом: KMXn=l + ka-i (4.2) где кст=\/ст-К2; Кг - коэффициент, зависящий от состава среды и стали (K2«V/RT).
Наличие сероводорода в рабочих средах вызывает опасность хрупкого разрушения оборудования. Сероводородсодержащий продукт одновременно может вызывать все наиболее характерные виды коррозионного разрушения: общую коррозию; локализованную (язвенную) коррозию; коррозионное (сульфидное) растрескивание. Преимущественная реализация того или иного вида коррозионного разрушения зависит от свойств среды и металла, уровня номинальной и локальной напряженности и др. Коррозионные среды оказывают двоякое воздействие на металл. С одной стороны, вследствие электрохимического растворения металла происходит уменьшение поперечного сечения элемента, что способствует повышению действующих напряжений и последующему разрушению. С другой стороны, анодное растворение металла может приводить к релаксации локальных напряжений из-за притупления вершины трещины или какого-либо другого концентратора. Причем способность к релаксации напряжений зависит от вязкопластических характеристик металла. Специфической особенностью сероводородсодержащего продукта является его охрупчивающее воздействие на металл. Механизм сероводородного охрупчивания аналогичен водородному и заключается в следующем: снижении сил межатомного сцепления (снижении поверхностной энергии разрушения); концентрации напряжений в коллекторах (микродефектах структуры) вследствие создания высоких давлений при рекомбинации водорода; блокировании дислокаций атомами водорода, что способствует снижению пластичности металла (деформационному старению). В таких условиях концентрирующее влияние коррозионной среды ослабляется, и процесс анодного растворения носит выражено локализованный характер и идет с высокой скоростью. При достижении критической глубины коррозионной трещиной происходит хрупкое разрушение элемента. Критические размеры трещин определяются методами линейной механики разрушения.
Стойкость стали к коррозионному растрескиванию, и в частности к сульфидному, как известно, оценивается по кривым долговечности в координатах «приложенное напряжение - время до разрушения». За критерии сопротивления коррозионному растрескиванию принимается максимальное начальное приложенное напряжение а пор («пороговое» напряжение) к образцу, не вызывающее разрушения в течение определенного времени t5 (базы испытания). Пороговое напряжение обычно меньше предела текучести стт. В качестве среды ускоренных испытаний рекомендуется насыщенный раствор H2S с добавкой 5 % NaCl и 0,5 % СН3СООН. За базу испытаний принимается 720 ч.
