Развитие научных основ и технологических методов повышения коррозионной стойкости труб из дуплексных сталей

Abstract

RU: Цель работы - повышение комплекса коррозионных свойств и эксплуатационной надежности труб из хромоникельмолибденовых ферритно-аустенитных (дуплексных) сталей путем формирования заданной научно обоснованной структуры при температурно-деформационных обработках. Методики. Изучены процессы структурообразования после деформации и термических обработок по различным режимам труб из Cr-Ni-Mo ферритноаустенитной стали. Использованы методы оптической и электронной микроскопии, химического и микрохимического анализов, комплексные коррозионные исследования и эксплуатационные испытания. Результаты. Разработан новый режим закалки (1150...1200+1050)°С и технология изготовления труб из ферритно-аустенитных сталей, основанная на принципах зернограничного конструирования (ЗГК), включающая горячую или холодную деформацию с высокой степенью (є > 95 и 70 %, соответственно), и двойную закалку, обеспечивающая создание структуры с содержанием > 70 % специальных низкоэнергетических границ (СГ) зерен в аустенитной составляющей стали, соотношением ферритной и аустенитной фаз 1:1 и отсутствием ст-фазы и значительное повышение комплекса коррозионных свойств труб. Опытная партия труб из стали 02Х22Н5АМ3, изготовленная по разработанной технологии, показала высокую эксплуатационную надежность при испытании на ПАО «ДНЕПРАЗОТ». Научная новизна. Впервые установлены количественные зависимости между структурой (содержанием специальных низкоэнергетических границ зєрєнЕ3п в концепции решеток совпадающих узлов

UK: Мета роботи - підвищення комплексу корозійних властивостей і експлуатаційної надійності труб з хромонікельмолібденових феритної-аустенітних (дуплексних) сталей шляхом формування заданої науково обгрунтованої структури при температурно-деформаційних обробках. Методики. Вивчено процеси структуроутворення після деформації і термічних обробок за різними режимами труб з Cr-Ni-Mo феритно-аустенітної сталі. Застосовані методи оптичної та електронної мікроскопії, хімічного і мікрохімічного аналізів, комплексні корозійні дослідження і експлуатациійні випробування. Результати. Розроблено новий режим гартування (1150...1200+1050)° С і технологію виготовлення труб з феритно-аустенітних сталей, засновану на принципах зернограничного конструювання (ЗГК), що включає гарячу або холодну деформацію з високим ступенем (є > 95 і 70%, відповідно), і подвійне гартування, що забезпечує створення структури з вмістом >70% спеціальних низькоенергетичних границь (СГ) зерен в аустенітній складовій сталі, співвідношенням феритної і аустенітної фаз 1:1 і відсутністю ст-фази та значне підвищення комплексу корозійних властивостей труб. Дослідна партія труб зі сталі 02Х22Н5АМ3, виготовлена за розробленою технологією, показала високу експлуатаційну надійність при випробуванні на ПАТ «ДНІПРОАЗОТ». Наукова новизна. Вперше встановлено кількісні залежності між структурою (вмістом спеціальних низькоенергетичних границь зерен Z3n у концепції решіток співпадаючих вузлів (РСВ), фазовим складом, величиною зерна) і корозійною стійкістю труб з дуплексних сталей. Науково обгрунтовано визначальну роль СГ у підвищенні корозійиої стійкості зазначених труб. Практична значимість. Розробки впроваджено на ПрАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕИН» та сприяють підвищенню експлуатаційної надійності та конкурентоспроможності труб з дуплексних сталей.

EN: The objective of this research is rise of the complex of corrosion properties and service reliability of tubes made of nickel-chromium-molybdenum ferritic-austenitic (duplex) steels thru formation of a most favorable structure during heattreatment and forming operations. Methodology. The processes of structure formation in tubes of Cr-Ni-Mo ferrite-austenite steel. The methods of optical and electron microscopy, chemical and micro-chemical analysis, complex corrosion studies and field tests. Findings. New quenching conditions (1 1 5 0 .1200+1050)°С and a process for production of tubes of ferritic-austenitic steels based on the principles of grain-boundary engineering (GBE) including hot or cold working at a high deformation ratio (є > 95 and 70% respectively) and a regenerative quenching ensuring formation of a most favorable structure (with more than 70% of special grain boundaries in the austenite component of steel, ferrite and austenite phases correlation 1:1 and absent ст phase) and a considerable rise of a complex of corrosion properties of tubes were elaborated. The pilot batch of tubes of Cr22Ni5Mo3N steel produced according to the developed process has shown a high service reliability in field tests at Dneprazot JSC. Originality. For the first time quantified the relationship between structure (containing of special low-energy grain boundaries Z3n in the concept of coincident lattice points ^LP), grain size and phase composition) and corrosion resistance of duplex stainless steels tubes. Scientifically proved the decisive role of the SG to improve the corrosion resistance of these pipes. Practical value. The research findings were introduced at Centravis Production Ukraine PJSC to favor growth of service reliability and competitiveness of tubes of duplex steels. after their forming and heat treatment at various conditions were studied and quantitative relations between the structure in steel and corrosion resistance of tubes were determined.