Основной идеей работы являлось определение неметаллических включений в стали 13ХФА, влияющих на питтинговую коррозию в газонефтепроводных трубах. В процессе исследования показаны преимущества автоматического определения местоположения включений различных классов на поверхности отдельно взятого образца с помощью растровой электронной микроскопии перед методикой травления. Впервые была применена резка включений ионным пучком на растровом электронном микроскопе AURIGA, что позволило установить структуру отдельных включений. Определено, что включения в исследуемой стали являются двухфазными и состоят из магнезиальной шпинели и сульфида кальция и марганца, плотно прилегающих друг к другу. Установлено, что растворение сульфидной части двухфазного включения в хлорсодержащих водных средах является первой ступенью к уменьшению коррозионной устойчивости посредством образования питтинга.
It is known that some kind of inclusions account for pitting formation in steel tube. Therefore the identification of this sort of nonmetallic inclusions in 13CrV steel was the main idea of this work. The new method for estimation dirty steel was introduced. It involves using scanning electron microscopy and software for detecting dimensions, chemical composition and location every inclusion on the investigated surface. Microstructure of certain inclusions was investigated on nonmetallic inclusion cross-section made cutting ion beam of scanning electron microscope AURIGA. It was found that in nonmetallic inclusions of this steel were two-phase. The first phase is MgO·Al2O3 spinel inclusion, the second phase is calcium and manganese sulphide. These two parts of one inclusion bear against. This sort of inclusions influences on corrosion processes in steel. It was established that sulphide part of inclusion was thermodynamically unstable in environment with chlorine ion. Therefore calcium and manganese sulphide dissolves and forms pitting.
1. Виноград М.И. Включения в стали и ее свойства. – М.: Металлургиздат, 1963. – 252 с.
2. Воробьев Ю.П. Химическое взаимодействие оксидов при образовании неметаллических включений в стали // Физика и химия обработки материалов – 2007 – № 5 – С. 50–56.
3. Новые типы неблагоприятных неметаллических включений на основе MgO-A12О3 и металлургические факторы, определяющие их содержание в металле. Часть I. Причины и механизмы образования в стали неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели / А.И. Зайцев, И.Г. Родионова, Г.В. Семернин, Н.Г. Шапошников, А.Ю. Казанков // Металлург – 2011 – № 2 – С. 50–55.
4. Новые типы неблагоприятных неметаллических включений на основе MgO-A12О3 и металлургические факторы, определяющие их содержание в металле. Часть II. Механизмы трансформации неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели. Основные подходы, позволяющие снизить содержание рассматриваемых включений в стали / А.И. Зайцев, И.Г. Родионова, Г.В. Семернин, Н.Г. Шапошников, А.Ю. Казанков // Металлург. – 2011. – № 3. – С. 28–33.
5. Колотыркин Я.М. Металл и коррозия. – М.: Металлургия, 1985. – С. 88.
6. Методика оценки степени загрязненности стали коррозионно-активными неметаллическими включениями. НИФХИ им.Л.Я. Карпова. – ОАО «Северсталь», 2004. – 2 с.
7. Влияние неметаллических включений на стойкость нефтепромысловых трубопроводов к локальной коррозии / И.Ю. Пышминцев, [и др.] // Черная металлургия. – 2010. – № 1. – С. 55–60.
8. Сталь и неметаллические включения: тематический сборник № 1 / под ред. И.Н. Голикова. – М.: Металлургия, 1976. – 192 с.
9. Пути повышения стойкости против локальной коррозии трубопроводов тепловых сетей из углеродистых и низколегированных сталей / И.Г. Родионова, [и др.] // Энергетик. – 2005. – № 10. – С. 24–26.
10. Роль неметаллических включений в ускорении процессов локальной коррозии нефтепромысловых трубопроводов и других видов металлопродукции и оборудования из углеродистых и низколегированных сталей / И.Г. Родионова, [и др.] // Коррозионно-активные неметаллические включения в углеродистых и низколегированных сталях: сб. трудов научно-практического семинара. – М., 2005. – С. 7–15.
11. Термодинамика химической и электрохимической устойчивости коррозионно-активных неметаллических включений / А.Г. Тюрин, И.Ю. Пышминцев, И.В. Костицына, И.М. Зубкова // Защита металлов. – 2007. – Т. 43, №1 – С. 39–49.
12. Jeon S.-H. Effects of sulfur addition on pitting corrosion and machinability behavior of super duplex stainless steel containing rare earth metals: Part 2 / Soon-Hyeok Jeon, Soon-Tae Kim, In-Sung Lee, Yong-Soo Park // Corrosion Science. – 2010. – Vol. 52. – P. 3537–3547.
13. Schmuki P. The composition of the boundary region of MnS inclusions in stainless steel and its relevance in triggering pitting corrosion / P. Schmuki, H. Hildebrand, A. Friedrich, S. Virtanen // Corrosion Science.– 2005. – Vol. 47. – P. 1239–1250.
14. Shibata T., Corrosion. – 1996. – Vol. 52. – № 1. – Р. 813.
15. YANG Shu-feng. Behavior of MgO A12О3 Based Inclusions in Alloy Steel During Refining Process / YANG Shu-feng, LI Jing-she, ZHANG Li-feng, Kent Peaslee, WANG Zai-fei // Journal of iron and steel research, international. – 2010. – Vol. 17, № 7. – P. 1-6.