Произошло вследствие

этом постепенно в приповерхностных слоях металла создается высокая концентрация дислокаций и дефектов упаковки и образуется своеобразный потенциальный барьер, препятствующий дальнейшему выходу дислокаций на поверхность. Кроме того, происходит диффузионное перемещение части примесных атомов к поверхности, где они служат активными центрами закрепления дислокаций, группирующихся в малоподвижные атмосферы. Вместе с тем под воздействием циклических деформаций и хемомеханического эффекта в "запертом" объеме металла интенсивно формируются новые пачки скольжения и плоские дислокационные скопления, что приводит к резкому повышению уровня микроискажений кристаллической решетки в интервале 2-4 тыс. циклов. После очередной полосы релаксационных процессов и спада уровня микроискажений достаточно лишь незначительное его повышение, чтобы образовавшиеся ранее субмикротрещины развились в микро-, а затем в макротрещины и произошло разрушение.

Для оценки механических свойств важно не только сопротивление металла разрушению, но и характер разрушения, т. е., как произошло разрушение.

В 1974 г. произошло разрушение трубопровода 0114 мм обвязки одной из скважин УКПГ-6 ОНГКМ. В области фланца образовалась сквозная трещина, находившаяся на расстоянии 15-23 мм от оси сварного шва. Структура металла фланца в зоне образования и развития трещины состояла из грубопластинчатого перлита. Методами электронной фрактографии установлено, что металл фланца был сильно загрязнен неметаллическими включениями, по которым распространялось разрушение, имевшее преимущественно хрупкий характер. Причиной возникновения этого повреждения явилось наличие в металле фланца большого количества неметаллических включений типа оксисульфидов и непроваров глубиной до 2 мм общей протяженностью около 50 мм в корне сварного шва. Кроме того, отсутствие термообработки сварного соединения способствовало возникновению в околошовной зоне структуры троостита, не обладающей достаточной стойкостью к сероводородному растрескиванию, и высокого уровня остаточных напряжений.

После 18 лет эксплуатации произошло разрушение (длина трещины 280 мм) кольцевого сварного соединения шлейфового трубопровода 0219x12 мм (сталь 12Х1МФ) скважины № 6026 (рис. 8а). В сварном соединении в области очага разрушения обнаружены поры, шлаковые включения, подрезы и непровар до 5 мм (рис. 86), которые инициировали сероводородное растрескивание металла стыка. Аналогичное разрушение сварного стыка шлейфового трубопровода скважины № 183 произошло после 15 лет эксплуатации (рис. 8в). Трещина в сварном шве длиной 210 мм образовалась от непровара глубиной 4 мм. Склонность металла шва к сероводородному растрескиванию обусловлена также его повышенной твердостью (293 НВ), что свидетельствует об отсутствии термообработки стыка.

За двадцатилетний период эксплуатации аппаратов УКПГ произошло полное разрушение сепаратора С-201 (УКПГ-2 ОНГКМ) с толщиной стенки 60 мм, выполненного из двухслойной стали (биметалла) 09Г2С + Х17Н13М2Т. Взрыв повлек за собой большие человеческие жертвы и убытки. Проведенное расследование позволило предположить, что авария сепаратора была вызвана хрупким развитием горячих трещин площадью 700 мм2 (22 х 32 мм), образовавшихся в стыке кольцевого и продольного швов при изготовлении сосуда. Развитие трещин таких размеров стало возможным из-за наличия в металле продольного сварного шва, начало которого совпало с фронтом распространения трещины, хрупкой мартенситной структуры, сформировавшейся вследствие глубокого (до 15 мм) проплавле-ния несущего слоя биметалла и сильного перемешивания аусте-нитной стали Х17Н13М2Т и неаустенитной 09Г2С. После того как трещина достигла длины 750 мм и глубины 60 мм, превысив размеры критического дефекта для сосуда из стали 09Г2С, произошло разрушение всего верхнего корпуса сепаратора при давлении 9,0-10,0 МПа и температуре около 0°С. В сепараторе находились жидкие и газообразные сероводородсодержащие среды, причем первые из них могли контактировать с кор-розионно нестойкой подложкой через несплошности в сварном шве плакирующего слоя.

В 1993 г. произошло разрушение корпуса 12" задвижки установки 2У-370 ОГПЗ в результате развития сквозной магистральной трещины по образующей его цилиндрической поверхности при рабочем давлении в трубопроводе. Трещина имела максимальное раскрытие (до 3 мм) у фланца крышки и общую длину около 400 мм. Задвижка изготовлена в 1977 г. фирмой СК.АЫЕ 5.А. из стали А-352 1СВ по А5ТМ. Согласно нормативным документам, корпусы 12" задвижек подвергались гидравлическим испытаниям на давление - 14,5 МПа. В соответствии со стандартом НАСЕ МК-01-75, отливки из ста-

В декабре 1996 г. произошло разрушение участка байпас-ной линии с отсекающим краном между линиями нагнетания

В последние годы в России [55] и за рубежом [4, 5, 9, 46] накоплен большой объем информации, основанной на прямых наблюдениях напряженно-деформированного состояния металла оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений и его отказов. Приводимые данные могут быть использованы как эмпирический материал при рассмотрении вопроса об ограничении размеров дефектов. Исследованиями ВНИИНМАШа и ООО "Оренбурггазпром" установлен предельный размер трещины (Ьк -250-300 мм), при наличии которой возможно возникновение лавинного разрушения в трубопроводе 0720 мм при действующем рабочем давлении. Полученное значение соответствует размеру расслоения металла (Ь = 300 мм), в результате которого в 1990 г. произошло разрушение тупикового участка газопровода ПО "Оренбурггаздобыча".

При посадке самолета АН-12 произошло разрушение тележки системы разворота стойки шасси, изготовленной из сплава ЗОХГСНА с пределом прочности до 1800 МПа. Анализ излома и последующий металлографический анализ в плоскости шлифа, ориентированной перпендикулярно излому, показал наличие в материале дефекта штамповки в виде протяженной цепочки неметаллических включений (рис. 1.10). Несмотря на строжайший производственный контроль качалок, в производстве такой единичный дефект имел место, привел к развитию усталостной трещины до пре-

В аэропорту города Екатеринбург при посадке самолета "Боинг-757" произошло разрушение правой стойки шасси. После того как пассажиры покинули самолет, его начали буксировать на стоянку. Во время буксировки произошло разрушение второй — левой — стойки шасси. Причина развития разрушения в обеих стойках была в проворачива-

Для фиксирования последовательности событий в цикле нагружения при формировании усталостных бороздок на образце прямоугольного сечения из алюминиевого сплава Д1Т с пределом прочности 450 МПа была выращена усталостная трещина полуэллиптической формы при уровне напряжения 190 МПа и уровне асимметрии цикла 0,1. Выращивание трещины было прекращено при достижении скорости ее роста около 1 мкм (10~6 м). Далее в каждом последующем цикле нагружения при частоте 0,1 Гц осуществляли последовательно увеличение максимального уровня напряжения при сохранении минимального уровня напряжения неизменным (рис. 3.31). Всего было реализовано 37 циклов с возрастающей амплитудой, после чего произошло разрушение образца.

При рассматриваемой технологии сварки закаленные хрупкие прослойки сохраняют высокие значения твердости значительное время в зависимости от реальных температурных условий эксплуатации. Данные замера твердости по дру-гим случаям отказа сварных стыков технологических трубопроводов показали завышенные их значения в околошовных зонах до 388 НВ и после 15 лет эксплуатации. Разрушение при этом произошло вследствие эрозионного износа основного металла в околошовной зоне сварной катушки диаметром ! 52x8 мм на трансферной линии установки АВТ (Заключение № 13М-71, ПО "Салаватнефтеоргсинтез") при режиме работы: температура отбензиненной нефти на выходе из печи 375°С, давление 0,4 МПа. Повышенные твердости ЗТВ в пределах 373-415 НВ сохранились и при более жестких условиях эксплуатации. Разрушение при этом произошло по сварному шву диаметром 108x7 мм на врезке в коллектор диаметром 219x10 мм линии газопродуктовой смеси установки гидроочистки после 1 года 8 месяцев эксплуатации при 550°С и

мально допустимых 18 и 35%). Он имел аустенитно-ферритную структуру с содержанием ферритной составляющей 50-60%, что существенно выше требований технических условий (30— 40%). Разрушение ряда спецфланцев произошло вследствие сероводородного растрескивания из-за несоответствия металла техническим условиям — металл находился в охрупченном состоянии в связи с повышенным содержанием феррита и наличием в структуре карбидов и а-фазы.

фикату и обладал достаточной пластичностью при низкой твердости. Однако сварное соединение выполнено с нарушением установленных размеров, а остаточные сварочные напряжения в подварочном шве при отпуске сняты не полностью. В связи с наличием концентратора (резкого перехода от металла подва-рочного шва к основному металлу) суммарные растягивающие напряжения при работе крана достигали в месте возникновения трещины 170 МПа, то есть составляли 0,6 от предела текучести металла боковой крышки. Сероводородное растрескивание металла сварного соединения произошло вследствие воздействия сероводородсодержащей среды и наличия высоких локальных растягивающих напряжений в зоне сплавления корневого под-варочного шва. Другими причинами разрушения явились несоблюдение формы и размеров шва, а также неэффективность высокого отпуска.

Межкристаллитное сероводородное растрескивание 3" тройника инициировано технологическим концентратором напряжений, расположенным на внутренней стенке корпуса тройника. Малая толщина стенок и нерациональная технология изготовления обусловили сероводородное растрескивание тройника мета-нольной гребенки. Разрушение патрубков 0115x6 мм из стали ТТ5Т35 в зоне приварки к воротнику произошло вследствие слияния водородных треи-чн, развившихся по неметаллическим включениям вдоль стенки трубы, и их дальнейшего слияния с трещинами, возникшими в результате сероводородного растрескивания металла. Растрескивание патрубков вызвано воздействием неингибированной сероводородсодержащей среды, так как патрубки расположены в застойной зоне сепаратора, а также повышенными растягивающими напряжениями, в том числе от изгибающего момента.

бочей лопатки VIII ступени КВД, имелся прогар рабочего кольца IX ступени КВД, а также на передней наружной и задней наружной оболочках в районе смотрового лючка IX ступени КВД были пробоины. Разрушение одной из рабочих лопаток VIII ступени КВД произошло вследствие попадания постороннего предмета в проточную часть двигателя в процессе эксплуатации. Это привело к воспламенению титановых деталей статора компрессора в районе VIII-IX ступеней из-за попадания части разрушенной рабочей лопатки в радиальный зазор между рабочим кольцом и торцами рабочих лопаток IX ступени КВД с ее последующим разогревом от трения и воспламенением.

1) Скоп и Аргон высказали противоположное заключение [32]. Это произошло вследствие того, что, как было отмечено выше, при использовании сдвигового анализа в упругом случае происходит сглаживание неравномер-ностей напряженного состояния, в то время как в грубой модели передачи всего усилия с разрушенных элементов на два близлежащих неразрушенных элемента распределение напряжений для пластичной матрицы, представляв-

Сейчас считается достоверно установленным, что срок службы лакокрасочного покрытия зависит не только от вида лакокрасочного материала и технологии его нанесения, но и от конструктивных особенностей того конкретного металлоизделия, на котором оно сформировано. Нередко еще приходится констатировать, что коррозионное разрушение произошло вследствие недостаточной продуманности конструктивных особенностей изделия.

путем среза. Таким образом, разрушение имеет однократный характер и произошло вследствие перегрузки, близкой к временному сопротивлению. Первичное разрушение произошло в детали 1, поскольку в детали 2 пластическая деформация намного выше.

Хрупкое разрушение сепаратора подшипника из алюминиевого сплава АК4-1 произошло вследствие пониженных свойств материала: прочности и, главное, пластичности, из-за перегрева при закалке. Перегрев был местный, что выявилось анализом изломов, микроструктуры и механическими испытаниями образцов, вырезанных вблизи и вдали от места разрушения. Эксплуа-50

Разрушение емкости из титанового сплава ОТ4-1, работающей под давлением при температуре около 235°С, произошло вследствие проникновения по границам зерен кадмия, попавшего из легкоплавкого кадмиевого припоя. Вокруг имевшихся на поверхности емкости капель наблюдалось множественное растрескивание материала; разрушение проходило по границам

На рис. 3.29, б сплошной линией показано окончательное положение стержней после монтажа. Точка А — положение узла демонтажа, а В — после монтажа. Опускание узла на величину АВ произошло вследствие удлинения стержней на Д/2; само же опускание узла равно Д/2/соз 45°. Опускание нижнего