Page 43 - Дисертація ГРЕДІЛЬ_ФМІ

43
наявність зварних швів (ЗШ), що пов’язано з відмінностями

мікроструктури, геометричними концентраторами напружень, потенційною

наявністю дефектів зварювання та залишкових напружень [7, 26], а також

тривалість та режими експлуатації: склад газу, температура, робочий тиск та

їх коливання, що задають статичні та циклічні напруження в газопроводі.

Чітке розуміння впливу водню на матеріал трубопроводів має першочергове

значення перед упровадженням існуючої інфраструктури трубопроводів для

транспортування суміші водню з природним газом.
Воднева крихкість може проявлятися в сталі за незначної кількості

водню, для деяких трубопровідних сталей за його вмісту навіть менше ніж

1 wppm [13]. ВР пов’язане з загальною втратою пластичності, яка

проявляється як руйнування матеріалу за докритичних рівнів напружень

(тобто до досягнення межі міцності матеріалу) через окрихчення локальних

областей із високим напруженнями в околі тріщин або надрізів через

підвищену концентрацію водню [13]. У літературі для пояснення ВР

описано низку механізмів впливу водню на механічну поведінку матеріалу,

зокрема, посилена воднем декогезія [27, 28], посилена воднем локалізована
пластичність [29–31], викликана адсорбцією емісія дислокацій [32, 33] і

посилене воднем утворення вакансій [33] та інші, які будуть детальніше
розглянуті нижче. Хоча існують чіткі відмінності між цими механізмами та

незважаючи на величезну кількість проведених досліджень, питання про те,
який механізм переважає у зародженні і поширенні водневих тріщин для

певного матеріалу, все ще є предметом активних дискусій [34–36]. Часто

ефекти слід пояснювати комбінацію різних механізмів [37–39]. Домінуючий

механізм визначається комбінацією метал–середовище і, отже, такими

параметрами, як металургійний стан матеріалу, вміст водню та робоче

середовище, температура та умови навантаження [37]. Усі згадані теорії

поділяють переконання, що водень у своєму дисоційованому, розчиненому

стані відповідає за крихкість, цілком незалежно від початкового джерела

наводнювання, доки кінетичні бар’єри не перешкоджають його