Page 73 - Zmist-n5-2015

Випроби на статичну тріщиностійкість з використанням підходів нелінійної
механіки руйнування підтвердили загальні закономірності експлуатаційної дегра-
дації сталі (рис. 2): експлуатованому 40 років металу властивий найнижчий рі-
вень δ с. Водночас виявлено деяке зниження тріщиностійкості у підтоварній воді,
яке загалом не властиве пластичним сталям. Оскільки цей ефект відчутний для
експлуатованих сталей, можна припустити, що в них сталися зміни, які спричи-
няють субкритичне підростання тріщини під час активного навантаження зразка.
Провокувати таке підростання може розвинута під час експлуатації розсіяна по-
шкодженість в об’ємі стінки чи дна резервуара. Зазначимо, що інтенсивність
прояву цього ефекту залежить і від складу корозивного середовища: агресивніша
в плані корозії рожнятівська підтоварна вода сильніше вплинула на δ с. Оскільки
суто корозійний чинник вважати відповідальним за це не варто через малий час
його дії, то залишається адсорбційний та водневий механізми зниження коротко-
часної тріщиностійкості.
Випроби на циклічну тріщиностійкість з побудовою залежностей швидкості
росту тріщини da/dN від розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень DK реалізу-
вали на зразках, вирізаних з дна резервуара після сорокарічної експлуатації (рис. 3).
Загалом корозивне середовище прискорює втомне руйнування, однак порогові зна-
чення K th, визначені за частоти 10 Hz, відрізняються незначно. Очевидно, тут про-
явилася його дія у протилежних напрямах: з одного боку, пришвидшення кінетики
руйнування через агресивний вплив корозивного середовища, а з іншого, її спо-
вільнення завдяки закриттю втомної тріщини та затупленню її вершини [16]. За ви-
щих значень DK прояв останніх нівелюється і помітніший агресивний вплив сере-
довищ. Зниження частоти навантаження призводило до істотного зростання da/dN.
Підтоварна вода рожнятів-
ської нафти виявилася агресив-
нішою за надвірнянську і в при-
швидшенні втомного росту трі-
щини. З іншого боку, за випро-
бувань у воді надвірнянської
нафти помітні “стрибки” росту
1/2
тріщини при DK ~ 20 MPa·m ,
які свідчать, очевидно, про
схильність інтенсивно деградо-
ваної сталі до корозійного роз-
тріскування за водневим меха-
нізмом внаслідок впливу коро-
Рис. 3. Залежності da/dN–∆K деградованої зивного середовища. Тому ви-
впродовж 40 років сталі дна резервуара значене за найнижчої частоти
за випробувань на повітрі () та в середовищах навантаження на порядок і біль-
підтоварних вод надвірнянської () і ше пришвидшення росту тріщи-
рожнятівської () нафт за частот навантаження: ни можна пояснити тільки проя-
1 – 10 Hz; 2 – 1; 3 – 0,3 Hz.
вом водневого механізму. Отже,
Fig. 3. Dependences da/dN–∆K різницю в агресивності двох ко-
of the tank bottom steel degraded during 40 years розивних середовищ слід пов’я-
under testing in air () and in residual water зувати з відмінностями їх навод-
environments of Nadvirna () and Rozhnyativ () нювальної здатності. Звідси слід
oils at loading frequencies: пояснювати й інші ефекти впли-
1 – 10 Hz; 2 – 1; 3 – 0,3 Hz.
ву підтоварної води на механічні
властивості тривало експлуатованого металу. Таким чином, підтоварна вода
через свою наводнювальну здатність проявляє агресивну дію у двох напрямках –
посилює експлуатаційну деградацію металу резервуара, ймовірно, через інтенси-

72