Page 37 - Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії

37
деградацію сталей, пришвидшивши декогезію великих карбідів вздовж меж

зерен з навколишньою матрицею. Як наслідок, дефекти на межах зерен стали

енергетично вигідними пастками для розчиненого в металі водню, а, отже,

сприяли появі негативних впливів водневого окрихчення.

1.2.3 Роль водню, абсорбованого сталями під час експлуатації на

парогонах, як інтенсифікатора їх деградації і пошкодженості

Експериментально доведено, що розчинений у металі водень пришвидшує

дифузійний перерозподіл елементів легування [58]. Це інтенсифікує структурні

зміни в сталях шляхом дифузійного перерозподілу карбід твірних елементів.

Швидкість їх перерозподілу залежить також від температури та напружень [59].

Тому в часі тривалої високотемпературної експлуатації сталей під впливом

водню та додаткових напружень розтягу, що виникають зокрема під час пусків-

зупинок енергоблоків, зміни в їх мікроструктурі пришвидшуються. Це скорочує

час на утворення тріщин та зменшує загальну тривалість експлуатації елемента

конструкції.
Потрапляючи всередину сформованих на карбідах пор, як у пастки і

молізуючись в них, водень створює тиск, сприяючи відшаруванню карбідів від
матриці і цим полегшує злиття мікропорожнин вздовж меж зерен. Іншими

словами, водень сприяє мікророзтріскуванню вздовж меж зерен шляхом злиття
суміжних сумірних з розмірами карбідів порожнин діаметром 0,5…3 мкм. Вміст

водню в експлуатованій (або витриманій у високотемпературному водні сталі

[60]), за правило, вищий ніж властивий йому у вихідному стані, і розподіляється

він нерівномірно. Особливо висока його концентрація біля вершини

тріщиноподібних дефектів [61–62] та зламів труб, де його концентрація істотно

перевищує середній рівень в металі [63].

Отже, описані структурні ознаки деградації теплотривких сталей залежать

від ряду чинників, таких як розмір і форма карбідів, їх густина, невідповідність

коефіцієнтів лінійного розширення карбідів та матриці, градієнта термічних