Page 10 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

8

вплив на перебіг і анодних електродних реакцій. Отже, у МР з рН = 4,15–6,3 сталь
кородує з катодним контролем, а з рН = 3,1 – з катодно-анодним.

25 25 рН = 3,1
_______________

20 20 Рис. 5. Залежність
і сorr , ·10 -5 А/см 2 15 і corr , ·10 -5 А/см 2 15 рН = 5,1 рН = 4,15 взаємозв’язок між
icorr сталі 32Г2 від
рН МР (а) і
10
10
5
рН = 6,3
5
різним рН.
рН = 7,0 icorr та іd (б) у МР з
0 0 -4 2 ________________
12
15
3 4 5 6 7 рН 0 3 6 9 і , ·10 А/см
d
а б

Базові механічні властивості досліджених сталей відповідали регламентним
нормам, однак, сталь 50Г нижчої міцності характеризувалась дуже низькими
ударною в’язкістю та статичною тріщиностійкістю, а також високою чутливістю до
ВК (табл. 1). За випроб на ударну в’язкість фрактографічно зафіксували
макрокрихкий характер руйнування, а на мікрорівні – чіткий зв’язок
низьконергоємного рельєфу зламу з феритно-перлітною структурою сталі.
Випробами на розтяг заздалегідь наводнених зразків виявили високу чутливість
сталі 50Г до ВК: показники пластичності знизилися майже вдвічі. Водночас сталі

32Г2 вищої групи міцності властивий більший опір ВК.

Таблиця 1. Механічні характеристики сталей 50Г та 32Г2 та вплив на них ПЕН

KCV, KIc,
Сталь B, MПa 0,2, МПа , % Ψ, % , % Ψ, %
2
Дж/см МПа·м 1/2
50Г 715 / 710 383 / 395 22,3 30,5 9,6 / 19,0 24,3 / 51,0 49,5 52,9
32Г2 773 / 787 652 / 700 162,0 – 17,2 / 25,3 61,6 / 70,8 32,0 13,0
Примітка: для характеристик міцності та пластичності у чисельнику – результати
випроб після ПЕН (розчин H2SO4, pH = 2, і = 1,5 мA/см , τ = 2 год), у знаменнику – без
2
ПЕН.

За схильністю сталей до КСР у МР з різним рН встановили, що сталі 32Г2
властиве суттєвіше зменшення пластичності, ніж сталі 50Г (рис. 6), при цьому опір
КСР зменшується прямопропорційно зниженню рН розчину. Це пов’язали з вищою
інтенсивністю дифузії водню у сталі 32Г2 з дрібнодисперсною структурою внаслідок
більшої густини міжфазних та міжзеренних меж, які є шляхами дифузії, що
підтверджено результатами оцінювання інтенсивності проникнення водню ЕХ
методом (рис. 7): водень швидше дифундував крізь мембрану зі сталі 32Г2, ніж із сталі
50Г, оскільки час затримки τ 1 менший за τ 2, а величина потоку проникнення водню з
максимальним струмом окиснення вища для сталі 32Г2.
Отже, сталі обсадних труб можуть мати надзвичайно низький опір крихкому
руйнуванню за характеристиками ударної в’язкості, статичної тріщиностійкості та
ВК, які, однак, не регламентують чинні нормативні документи.