Проаналізовано загальні закономірності деградації механічних і корозійно-механічних властивостей сталей магістральних нафтогазопроводів і резервуарів зберігання нафти після 28–40 років їх експлуатації. Транспортований нафтопродукт не тільки спричиняє корозійні ураження внутрішніх поверхонь трубопроводів і резервуарів, але і стає джерелом наводнювання металу. В результаті він деградує вже за тривалої сумісної дії механічного навантаження і водню. Про це свідчить зміна (погіршення) механічних властивостей саме тих ділянок труби чи резервуара, які контактували з транспортованим середовищем впродовж експлуатації. Це проявляється в першу чергу в окрихченні металу, тобто зменшенні пластичності, а також опірності руйну-ванню. Порівняльні оцінки експлуатованих і неексплуатованих сталей виявили високу чутливість електрохімічних властивостей до стану металу, що відкриває перспективи для розроблення електрохімічних методів оцінювання його експлуатаційної деградації.

Проаналізовано результати використання методів квантової хімії для моделювання та розрахунку взаємодії поверхні металів та сплавів з корозивним середовищем у кластерному наближенні. Побудовано моделі корозійного розчинення латуні та інтерметалідів алюмінієвого сплаву і знайдено енергетичні характеристики взаємодії компонентів хлоридовмісного середовища з їх поверхнями. Встановлено енергетичні бар’єри іонізації складників кластерів латуні та інтерметаліду CuAl₂ у середовищі, що дало змогу запропонувати механізм їх руйнування. Розглянуто модель контактної взаємодії різнорідних металів Al–Fe, Al–Cr, Cu–Al і Cu–Fe за наявності частинок корозивного середовища, розраховано енергію адгезії відповідних кластерів різнорідних металів та виявлено її залежність від складу середовища. Показано перспек-тивність та ефективність методів квантової хімії для вивчення корозійного руйнування металів та сплавів.

Розроблено експериментальну методологію та конструкцію зразків для визначення характеристик тріщиностійкості конструкційних матеріалів за різних (І, ІІ, ІІІ) макро-механізмів руйнування. Побудовано діаграми граничнорівноважного стану тіла з тріщиною (його міцності) за складного навантаження, що пропорційно збільшується.

Наведено огляд праць з розвитку методів аналітичної регуляризації для розв’язання мішаних крайових задач теорії дифракції. Розглянуто задачі дифракції електромагнетних та акустичних хвиль на фрагментах конічних, клиноподібних і циліндричних ідеальних поверхонь, а також пружних хвиль на міжфазних тріщинах. Для розв’я-зання цих задач розвинуто метод часткового обернення оператора та метод Вінера–Хопфа.

Проаналізовано аналітичні і числові методи розв’язування задач теорії тріщин, розташованих біля поверхні об’ємних і тонкостінних тіл за теплових і силових, статичних і динамічних навантажень. Описано ефекти впливу поверхні тіла чи поверхні поділу матеріалів на коефіцієнти інтенсивності статичних і динамічних напружень в околі дефектів.

Наведено розрахункову модель для дослідження руйнування і оцінювання залишкової довговічності твердих тіл за їх циклічної контактної взаємодії. Основою моделі є покрокова побудова траєкторій розвитку тріщин у зоні контакту з урахуванням експлуатаційних параметрів трибоз’єднання та характеристик циклічної тріщиностійкості матеріалів його елементів. Модель застосовано для контактних взаємодій кочення і фретингвтоми. Досліджено особливості і причини формування таких типових контактновтомних пошкоджень, як пітинг, відшарування, темна пляма, системне розкришування. З використанням характеристик циклічної тріщиностійкості рейкових сталей на поперечний зсув та розрив оцінено їх довговічність за розвитком пітингу. Синтезовано основні результати з цієї проблеми, одержані за останнє десятиріччя.

Досліджено водневу проникність реакторних сталей 12Х18Н10Т, 316 SS, 10Х9ВФА та легованих хромомарганцевих сталей ЕП-838 і Х12Г20В у вихідному стані, після термообробки, легування, нанесення захисних покривів і оксидування, опромінення іонами Н+ та за наявності зварних з’єднань. Розраховано проникання водню Рc, яке відповідає екологічно безпечному рівню втрат тритію крізь реакторне обладнання у довкілля, і показано, як зміна структури та модифікування поверхні узгоджуються з цією величиною. Визначено проникність і розчинність водню у зварних з’єднаннях досліджуваних сталей.

Побудована розрахункова модель пошкодженого тріщиною тіла, зміцненого за ін’єкційними технологіями. Її особливістю є врахування нелінійності в деформуванні матеріалу заповнювача. Математично проблема зведена до розв’язування нелінійного сингулярного інтегро-диференціального рівняння. В припущенні, що контур дефекту – еліпс, отримано точний розв’язок інтегрального рівняння, одну з констант якого встановлено із розв’язку трансцендентного рівняння. Знайдено напруження в матеріалі наповнювача, коефіцієнти інтенсивності напружень, граничні навантаження тіла із залікованою ін’єкційними матеріалами тріщиною, діаграми розтягу яких змінюються від лінійних до нелінійних.

Проаналізовано масоперенос у високоградієнтному полі, ініційованому в мікрооб’ємі матеріалу впродовж зварювання тертям, і модифікації верхнього шару. Оцінювали спрощену дифузійну систему Fe–Cr з односторонніми термодинамічними збудженнями. Характер масопереносу визначає термодифузія, що впливає на кінцевий розподіл концентрації дифундувального елемента в області тертя. Хімічні потенціали складників процесу спричиняють певні фазові зміни, що демонструє потрійна система (Fe–C)–Cr. Подані результати аналізу цих явищ. Верифікація наведених рішень реалізована на прикладі адгезійного шару хрому, нанесеного на матрицю з низько-легованих вуглецевих сталей. Використано змодельоване джерело тепла у мікрооб’ємах аналізованого вузла тертя у виді лазерного випромінювання.

Проаналізовано проблеми технічного діагностування стану роликів машин безперервного лиття заготовок (МБЛЗ). Окремо розглянуто питання оцінювання деградації матеріалу роликів МБЛЗ сталі 25Х1М1Ф після термоциклічного напрацювання та виявлено найчутливіші до експлуатаційного впливу фізико-механічні характеристики. Методами руйнівного та неруйнівного контролю оцінено деформаційну поведінку сталі у вихідному стані та після термоциклічного напрацювання. Встановлено узгодженість пластичного течіння матеріалу на різних структурних рівнях. Вдосконалено метод оцінювання деградації матеріалу за дисперсією основного хімічного елемента.

Подано досягнення ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАН України в розвитку методів і засобів ультразвукової комп’ютерної томографії конструкційних матеріалів впродовж останнього десятиліття. Наведено результати досліджень товстолистових виробів зі зварними з’єднаннями за допомогою трансмісійного ультразвукового комп’ютерного томографа. Описано технології оцінювання просторового розподілу розсіювальної здатності металу в товстостінних трубопроводах за допомогою ультразвукового комп’ютерного томографа на основі реєстрації розсіяного ультразвукового сигналу, які мають перспективу впровадження на об’єктах АЕС. Наведено результати експериментальної апробації технологій пасивної ультразвукової комп’ютерної томографії.

Запропоновано триєдину математичну модель електромагнетного поля, розвинуто засоби оперативних безконтактних обстежень підземних трубопроводів (ПТ). Розроблено способи і прилади для визначення розподілу струму катодного захисту та перехідного опору захисних покривів на різних ділянках ПТ. Описано технологію інтегральних, диференційних та локальних обстежень магістральних трубопроводів.

Розроблено метод погодження стереозображень для вирішення задачі реконструкції поверхонь з корозійними дефектами. Значну увагу приділено питанню удосконалення математичних моделей цільової функції, а також методів її оптимізації за наявності затінених областей на зображеннях поверхні металу, які спостерігають під час дослідження пітингоподібних дефектів. На основі запропонованих підходів реалізовано метод кількісного аналізу глибини та форми локальної пітингової корозії.

Подано основні ідеї методів ранньої діагностики механічних обертових систем, які базуються на теорії і статистиці періодично нестаціонарних випадкових процесів як математичної моделі сигналів вібрацій. Запропоновано нові діагностичні ознаки дефектів, і на цій основі показано нові можливості, що відкриваються за їх використання. Наведено приклад застосування методів ранньої діагностики для виявлення дефектів підшипникових вузлів турбоагрегатів Добротвірської ТЕС.