Научная статья на тему 'МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА, ИНИЦИИРУЕМЫХ КОРРОЗИОННЫМ РАСТРЕСКИВАНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ'

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА, ИНИЦИИРУЕМЫХ КОРРОЗИОННЫМ РАСТРЕСКИВАНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
169
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ / ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СТАЛИ / КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ / ПРИЖОГИ / ДЕФЕКТЫ СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ / МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ / EMERGENCY PREVENTION / HIGH-STRENGTH STEELS / CORROSION-MECHANICAL DESTRUCTION / BURNS / STEEL SURFACE DEFECTS / NON-DESTRUCTIVE TESTING METHODS

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Иванов Сергей Сергеевич, Шарифуллина Лилия Ринатовна, Твердынин Николай Михайлович

Одной из причин техногенных чрезвычайных ситуаций, связанных с внезапным разрушением конструкций или оборудования, является коррозия металла. Особенно опасным является быстрое развитие трещин в работающих машинах и механизмах. В статье рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при коррозионном растрескивании высокопрочных сталей. Показано, что выявление таких структурных дефектов как прижоги может быть осуществлено методами неразрушающего контроля без ухудшения эксплуатационных характеристик материала. Экспериментально, путем применения одновременно нескольких независимых методов - химического, механического и электромагнитного, доказана возможность обнаружения прижогов на поверхности высокопрочных сталей. Предлагаемые решения могут быть использованы при проведении плановых осмотров и ремонтов эксплуатируемых аварийно-спасательных средств для предупреждения их внезапного отказа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Иванов Сергей Сергеевич, Шарифуллина Лилия Ринатовна, Твердынин Николай Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MEASURES TO PREVENT MAN-MADE EMERGENCIES INITIATED BY CORROSION CRACKING OF HIGH-STRENGTH STEELS

One of the causes of man-made emergencies associated with the sudden destruction of structures or equipment is metal corrosion. Especially dangerous is the rapid development of cracks in working machines and mechanisms. The article deals with the physical and chemical processes occurring during corrosion cracking of high-strength steels. It is shown that the detection of such structural defects as cauterization can be carried out by non-destructive testing methods without compromising the performance of the material. Experimentally, by applying several independent methods at the same time-chemical, mechanical and electromagnetic, the possibility of detecting cauterization on the surface of high-strength steels has been proved. The proposed solutions can be used during routine inspections and repairs of operated emergency rescue vehicles to prevent their sudden failure.

Текст научной работы на тему «МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА, ИНИЦИИРУЕМЫХ КОРРОЗИОННЫМ РАСТРЕСКИВАНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ»

УДК 66.08

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА, ИНИЦИИРУЕМЫХ КОРРОЗИОННЫМ РАСТРЕСКИВАНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ

С.С. Иванов

доктор технических наук, профессор,

профессор кафедры «ХимВиоТех»

ФГВОУ ВО «Московский политехнический

университет»

Адрес: 107023, г. Москва,

ул. Большая Семеновская, д. 38

E-mail: iv3943683Qyandex.ru

JI.P. Шарифуллина

кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой химии и материаловедения ФГВВОУ ВО «Академия гражданской защиты МЧС России»

Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки,

мкр. Новогорск

E-mail: LsharifullinaQamchs.ru

Н.М. Твердынин

доктор философских наук, канд.техн.наук,

ст.научн. сотрудник, профессор

кафедры химии и материаловедения

ФГВВОУ ВО «Академия гражданской защиты МЧС

России»

Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки,

мкр. Новогорск

E-mail: n.tverdyninQamchs.ru

Аннотация. Одной из причин техногенных чрезвычайных ситуаций, связанных с внезапным разрушением конструкций или оборудования, является коррозия металла. Особенно опасным является быстрое развитие трещин в работающих машинах и механизмах. В статье рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при коррозионном растрескивании высокопрочных сталей. Показано, что выявление таких структурных дефектов как прижоги может быть осуществлено методами неразрушающего контроля без ухудшения эксплуатационных характеристик материала. Экспериментально, путем применения одновременно нескольких независимых методов — химического, механического и электромагнитного, доказана возможность обнаружения прижогов на поверхности высокопрочных сталей. Предлагаемые решения могут быть использованы при проведении плановых осмотров и ремонтов эксплуатируемых аварийно-спасательных средств для предупреждения их внезапного отказа. Ключевые слова: предупреждение чрезвычайных ситуаций, высокопрочные стали, коррозпонно-механпческое разрушение, прижоги, дефекты стальной поверхности, методы неразрушающего контроля.

Цитирование: Иванов С.С., Твердынин Н.М., Шарифуллина Л.Р. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций техногенного характера, инициируемых коррозионным растрескиванием высокопрочных сталей / / Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2020. № 2 (45). С. 75 - 84.

По данным ВНИИ ГОЧС [1] за 2019 год

произошло 202 чрезвычайных ситуаций техногенного характера, что на 6,3% выше аналогичных показателей за 2018 г. В 2019 году зарегистрировано 4 чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС) на магистральных нефте-, газопроводах, 3 ЧС, связанных с внезапным обрушением производственных зданий, 5 ЧС — обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного назначения [1]. Также сохраняется повышенный риск ЧС, связанных с обрушением элементов конструкций транспортных коммуникаций. Сре-

ди основных причин этих техногенных ЧС отмечаются такие, как износ и коррозия металла, механические повреждения [2].

Необходимо отметить и опасность возникновения техногенных ЧС, обусловленных изменением климата на территории Российской Федерации. В частности, проблема глобального потепления, аномальные отклонения климатических параметров (температуры, количества осадков), которые трудно надежно спрогнозировать, могут влиять на скорость коррозионных процессов.

Соответственно необходимо проводить мероприятия, позволяющие повысить устойчивость инфраструктуры при аномальных погодных изменениях.

Процессы коррозии в условиях изменения климата могут значительно ускоряться, что может привести к незапланированному изменению эксплуатационных свойств материалов и, как следствие, к чрезвычайной ситуации техногенного характера.

Поэтому прогнозированию и предупреждению возникновения таких ЧС техногенного характера необходимо уделять особое внимание. Своевременное реагирование на прогнозы ЧС не позволяет значительной части происшествий развиваться до уровня чрезвычайной ситуации.

Примером комплексного разрушения строительных конструкций является катастрофа, произошедшая в Санкт Петербурге на станции метро «Сенная площадь» 10 июня 1999 года. На месте погибли пять человек, двое скончались позднее в больнице. Обрушение сопровождал громкий треск один из косвенных признаков разрушения металлической конструкции по механизму коррозионного растрескивания, и уже через секунду 24 тонный

козырек станции обрушился, придавив людей [3]. Крупные обрушения крыш из за коррозионного разрушения несущих металлических конструкций происходили и в Москве.

14 февраля 2004 года в 19:15 произошло обрушение купола в торгово развлекательном комплексе «Трансвааль парк» [4|. По некоторым оценкам, в момент аварии в аквапарке находилось до 1300 человек. Следует отметить, что и в этом случае помимо ошибок в проектировании были созданы все условия для разрушения по механизму коррозионного растрескивания: некачественные материалы, уже имевшие небольшие трещины, и конденсация водяных паров на металле, находящемся под механи ческой нагрузкой •

Еще одной масштабной трагедией, когда в результате коррозионно механи чеекого процесса произошло образование коррозионных трещин на несущих металлических тросах, стало обрушение крыши Басманного (Бауманского) рынка в Москве 23 февраля 2006 I'. (рисунок 1). Наличие трещин привело к уменьшению реальных сечений металлических тросов и когда на крышу выпало слишком большое количество снега, то тросы оборвались под его тяжестью [5].

В настоящее время применение высокопрочных материалов не просто занимает достаточно большой сегмент в производстве самых различных машин и механизмов, но и постоянно расширяется. Причиной этого служит

стремление обеспечить как можно более высокие прочностные характеристики, поскольку это повышает не только надежность эксплуатации техники, но и дает возможность снизить ее массу.

Но, увеличивая прочность, авторы как новых, так и традиционных материалов вынуждены усложнять его состав (например, вводя в высокопрочные сплавы всё более значительное количество легирующих элементов) или усложнять методы его обработки, используя различные современные технологии (лазерные, плазменные и др.). К сожалению, чем выше прочность материала, тем больше он подвержен локальным видам разрушений, связанных с различными дефектами, которые возникают в процессе эксплуатации изделий из-за неоднородности свойств составляющих структурных элементов материала, либо возникают в процессе изготовления детали или конструкции.

Особенно опасным в плане возможности возникновения ЧС при эксплуатации деталей является быстрое развитие различных трещин, происходящих в работающих машинах и механизмах, поскольку скорость их распространения может быть очень велика и приближаться к скорости звука. Наиболее опасны в этом случае процессы растрескивания в тех машинах и их узлах и агрегатах, которые находятся в движении. В первую очередь это различные транспортные машины: летательные аппараты, автомобильный транспорт, морские и речные суда.

Самыми опасными видами разрушения высокопрочных материалов являются те, которые возникают при одновременном воздействии двух и более разнородных факторов. Одним из таких факторов может выступать механическая нагрузка с различной направленностью, а другим — коррозионно-активная среда. Сочетание воздействия этих факторов приводит к разрушению, которое принято характеризовать как коррозионно-механическое (далее — КМР). Особенно опасными разновидностями КМР являются коррозионная усталость (далее — КУ), водородное охрупчива-ние (далее — ВО), фреттинг-коррозия и коррозионное растрескивание (далее — КР) [6, с. 18-31].

В данной статье основное внимание уделяется изучению физико-химических процессов, которые сопровождают процесс КР и в ряде случаев позволяют предотвратить его протекание. Таким образом, появляется воз-

можность не допустить возникновение и развитие ЧС техногенного характера вследствие предотвращения процессов, способных разрушить ответственную деталь или конструкцию при её эксплуатации.

Особую опасность процесс КР представляет потому, что разрушение металла может быть и межкристаллитным, и транскристал-литным, и смешанным. Коррозионное растрескивание возникает при одновременном локализованном воздействии растягивающих статических или знакопеременных растягивающих механических напряжений и коррозион-ноактивной среды. Источником таких механических напряжений может быть граница структурных неоднородностей. Эти неоднородности могут представлять собой дефекты термической, механической или лазерной обработки металла. Поскольку наше исследование проводилось на высокопрочных сталях, то далее рассмотрим роль дефектов, приводящих к процессу КР, которые характерны для данного вида конструкционных материалов.

Высокопрочные конструкционные стали (далее — ВС) гарантированно обеспечивают предел прочности не ниже 1500 МПа. Для отдельных современных марок это значение поднимается до 2000 МПа и даже выше, что в 2,5 — 4 раза превышает значение прочности для обычных конструкционных сталей и делает это материал привлекательным для конструкторов самой различной техники с повышенными эксплуатационными характеристиками. Различают два основных вида ВС — высокопрочные конструкционные стали (30ХГСН2А, ВКС — 1 и др.) и коррозионно-стойкие ВС (12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т (ЭИ914) и др.). Для придания соответствующих механических свойств все эти стали подвергаются термической обработке, заключающейся в закалке в масле в интервале температур 850 — 950 °С и последующем отпуске до 200 — 250 °С. В результате образуется мартен-ситная структура, не содержащая свободных карбидов [7, с. 130 — 147].

Если эти стали подвергнуть дальнейшему нагреву, то произойдёт снижение их прочностных свойств за счёт диффузионного процесса выпадения карбидов по границам зёрен кристаллов [8, с. 968 — 974].

При этом основным карбидом для конструкционных ВС будет цементит Ре^С, а для коррозионностойких ВС — карбид хрома Сг23 С6. Карбидная фаза может образоваться не только при обычном нагреве, но и при локальном перегреве поверхности за счёт различных источников тепла. Как уже говорилось ранее, источником такого поверхностного нагрева являются процессы шлифования, полирования, лазерная или плазменная обработка поверхности в процессе изготовления детали или конструкции, а также различные виды внешнего воздействия, возникающие при эксплуатации машин и оборудования. При таких воздействиях в структуре образуются так называемые прижоги и ожоги металла [9, с. 54 — 62]. Ожог виден невооружённым глазом за счёт образования на поверхности цветов побежалости. Прижог гораздо более опасен, поскольку, как правило, значительно меньше проникает в глубину и цветов побежалости не образует, соответственно выявить его путем визуального осмотра невозможно. По своей металлографической природе прижоги представляют структуры вторичного отпуска (троостит и сорбит). Опасность прижога состоит в том, что его граница провоцирует процесс коррозионного растрескивания. Это обусловлено тем, что граница карбидной фазы является местом скачка электрохимического потенциала на поверхности металла (возможность электрохимической коррозии) и одновременно представляет концентратор механических напряжений за счёт разницы структур, имеющих и не имеющих прижог. Далее, если в процессе эксплуатации деталь с подобным дефектом структуры контактирует с коррозионноактивной средой (повышенная влажность, морская вода, кислотные дожди и т.п.) при одновременном наложении растягивающих или знакопеременных механических нагрузок, то создаются все условия для развития процесса быстрого, внезапного растрескивания детали или даже всей конструкции по механизму коррозионного разрушения.

Для определения наличия прижогов и их точных границ недостаточно использовать какой-либо один метод или методику, так как каждый из существующих способов определения прижога имеет свои ограничения.

Поэтому в нашей работе рассматривается

возможность комплексного применения химических, оптических, магнитометрических, механических и других методов. В проведенном нами эксперименте в качестве модели сравнения использовались шлифованные пластины из высокопрочной стали, подвергнутые различной температуре отпуска, чтобы получить разные структурные составляющие, которые бы соответствовали структурам прижога и металлу, не имеющего прижогов и аналогичного бездефектным деталям из ВС, а также металла, который не подвергался бы отпускным превращениям (только закалка) и практически не имел бы карбидной фазы. Одним из наиболее старых и наиболее распространенных методов определения структурных неоднородностей является металлографическое травление. При травлении поверхность металла растворяется либо окрашивается тонким слоем продуктов травления. Границы зерен в металлах являются местом скопления дислокаций, примесных атомов и других дефектов, поэтому действие химических реагентов на металл носит избирательный характер. Взаимодействие с основным металлом (телом зерна) отличается от взаимодействия с границами зерен. Под действием реагентов в металлах и сплавах прежде всего растворяются выделения по границам зерен, имеющих иную химическую природу. Каждая фаза растворяется по-разному: одна структурная составляющая растворяется в реактиве быстрее, другая медленнее [10, с. 69—70]. Отдельные структурные составляющие (фазы) имеют не только различную скорость растворения, но и различно окрашиваются. Таким образом, становится возможным выявить наличие различных фаз визуально [11, с. 66—72].

Помимо металлографического травления, погружение в раствор кислот и щелочей используют для очистки и активации поверхности металла перед нанесением гальванических покрытий. Если сравнить номенклатуру реактивов, применяемых для металлографического травления и для травления с целью подготовки поверхности перед нанесением гальванических покрытий, то легко убедиться, что в ряде случаев она совпадает. В то же время необходимо отметить, что два этих вида травления преследуют различные и зачастую взаимоисключающие цели.

При металлографическом травлении с целью выявления структуры и фазового состава, желательно неравномерное травление, позволяющее получить рельефную поверхность с неравномерно выделяющимися фазовыми составляющими [11, с. 66 72]. Кроме того, травление в большинстве случаев приводит либо к наводороживанию поверхности (проникновению молекулярного водорода в кристаллическую решетку), что также может привести к снижению коррозионно-механичееких характеристик и развитию в дальнейшем процесса разрушения уже не но механизму КР, а но механизму ВО. Помимо этого, деталь, подвергнутая травлению, может легко выйти по своим размерам за пределы технических допусков. В этом случае нельзя говорить о неразрушаю-щем контроле на наличие прижогов, а только о выборочном.

Нами предлагается изменить методику проведения травления в кислой среде с сохранением возможности визуальной оценки потенциально опасных участков. Использование в этом случае растворов для травления, способных редуцировать свободный кислород, позволяет выделить на поверхности ВС зоны прижогов или же соответствующие им зоны на контрольных образцах с определенной температурой отпуска. В качестве такого раствора мы предлагаем использовать раствор пе-роксодисульфата аммония — (МН4)23208. Он

достаточно агрессивен по отношению к металлу, но не вызывают процессов КР и ВО. В ходе проведения эксперимента было выявлено, что микрофотографии участков исследуемых образцов высокопрочной стали 30ХГ-СН2А и ЭП 479 свидетельствуют о наличии отпущенного мартенсита, соответствующего шлифовочным прижогам. Анализ полученных микрофотографий показал, что интенсивность окраски прижогов зависит от температуры отпуска и вида стали. За счет разных доминирующих карбидов {Ре^С у конструкционных ВС и СГ23С6 у коррозионно-стойких ВС) интенсивность окраски зоны прижогов имеет различную зависимость от температуры отпуска. В ходе эксперимента нами обнаружено, что у конструкционных ВС потемнение усиливается с возрастанием температуры (темный цвет карбидной фазы), а у коррозионностойких ВС имеется максимум окрашивания в зоне температур отпуска от 400 до 600 °С.

Для определения точной границы прижога на образцах, подвергнутых травлению, нами были сняты профилограммы участков, подвергнутых травлению в растворе (^^4)2^2^8-Концентрация пероксодисульфата составляла 100 г/л, время травления 3 минуты. Внешний вид профилограмм не дает представления о неоднородностях структуры на предмет наличия прижога (рисунок 2).

Рисунок 2 Внешний вид профилограмм образцов стали, повергнутых травлению

Однако последующая обработка профило-грамм с применением методов обработки методами анализа статистики случайных процес-

сов позволяет выявить различия в структурной функции для зон, соответствующих при-жогам и бездефектному металлу (рисунок 3).

Рисунок 3 Изменение структурной функции для образцов стали (30ХГСН2А) с различной температурой отпуска

Структурная функция но трассе профи-лографирования определяется как средний квадрат приращений флуктуаций и может быть записана в виде

т = м {т - вгет2 ,(1)

где е(£) = - I //-//^ — оператор те-

кущих) среднего;

сц _ реализация микрорельефа;

М — оператор математического ожидания по всей трассе микрорельефа.

Анализ значений данной функции для какого-либо участка позволяет выявлять периодичности, равные среднему поперечному размеру зерна, без влияния на результат неетационарноетей линейного характера.

Дискретным аналогом выражения (1), применяемым для вычисления функции До(£), является

1 N-1-1 1 2/+1

до« = т-Щ £ {х[к + 11-27ГГ £ Л'[* + >-11(2 (2)

где N — общее количество точек исследуемой выборки;

I — количество точек на интервал;

М — значения дискретов исследуемой величины;

5 — дисперсия микрорельефа.

Значения функции До(£) были вычислены для интервала 200 мкм, шаг квантования составлял 5 мкм.

Из экспериментально полученных нами данных, представленных на рисунке 2, можно сделать вывод, что бездефектная структура высокопрочной стали, не подвергнутая травлению, имеет, как и следовало ожидать, наименьшее значение структурной функции по

сравнению со структурной функцией в зоне

°

ет максимальное значение структурной функции, поскольку она соответствует максимальному размеру кристаллов при минимальном выделении карбидной фазы. Структуры же прижога занимают промежуточное положение. Для того чтобы дополнительно выявить разницу в прижогах у конструкционных ВС и коррозионностойких ВС представлялось целесообразным рассмотреть изменение магнитных свойств в соответствующих поверхностных слоях, поскольку магнитные свойства карбидов отличны от свойств железа.

Однако чувствительность имевшихся у нас в наличии приборов оказалась недостаточной. При наличии образцов из ВС с размером 100x5x2 мм со структурами, которые соответствовали структурам прижога и неприжжен-

ному металлу, была выявлена разница в величине коэрцитивной силы (рисунок 4) и остаточной индукции (рисунок 5) у конструкционной стали 30ХГСН2А и коррозионностойкой стали ЭП 479.

Рисунок 4 Изменение величины коэрцитивной силы образцов высокопрочных сталей в зависимости от температуры отпуска

Рисунок 5 Изменение величины остаточной индукции образцов высокопрочных сталей с различной температурой отпуска

Из данных на рисунках 4 и 5 видно, что для коррозионностойкой ВС стали в зоне, соответствующей прижогу, имеются максимумы, соответствующие максимальной концентрации карбида Сг23 С6.

Таким образом, применение комплексной методики, сочетающей применение нескольких методов, позволяет выявить дефекты, возникшие на поверхности высокопрочных сталей как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации металлических изделий. Предлагаемые решения могут быть использованы при проведении плановых осмотров и ремонтов эксплуатируемых аварийно-спасательных средств для предупреждения их внезапного отказа.

Подводя итог проделанной работе, следует отметить следующие заключения:

одновременное использование нескольких независимых методов исследования позволяет

весьма точно выявить такие опасные структурные дефекты как прижоги на поверхности высокопрочных сталей;

применение раствора (МН4)2Б208 позволяет обеспечить проведение неразрушающего контроля методом химического травления для выявления потенциально опасных участков на поверхности высокопрочных сталей;

своевременное выявление прижогов даёт возможность предупредить опасность возникновения ЧС техногенного характера, связанных с внезапным и высокоскоростным разрушением деталей и конструкций в процессе их эксплуатации по механизму коррозионного растрескивания;

продолжение данного исследования позволит совершенствовать методы неразрушающего контроля с целью предупреждения подобных техногенных ЧС.

Литература

1. О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2019 г.: Государственный доклад. - М.: МЧС России, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2020. 259 с.

2. Прогноз чрезвычайной обстановки на территории Российской Федерации на 2020 год. МЧС России, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). № 6276-19-3-2 от 25.12.2019. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://rossvyaz.gov.ru/upload/gallery/196/546969a42afb4ffa6d0ad9b5c38ccdfe31bl744d4a933.pdf (дата обращения 07.03.2020).

3. Цыганов А. «Установлены причины трагедии в Санкт - Петербургском метро». Газета «Коммерсантъ» № 128 от 22.07.1999. 5 с.

4. Информационный портал «Life.ru». [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://life.ru/р/1308967 (дата обращения 03.03.2020).

5. «Известия.Ru» — Ежедневная газета. 26.02.2006. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://iz.ru/448958/transvaal-park-basmannyi-rynok-chto-rukhnet-zavtra (дата обращения 01.04.2020).

6. Овчинников И.И. Современное состояние проблемы расчета армированных конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред с учетом коррозионного растрескивания / / Интернет — журнал, 2012, №3. С. 18-31.

7. Солнцев Ю.П., Пряхин К. П.. Пиирайнен В.Ю. Специальные материалы в машиностроении: учебник. - СПб; Изд. «Лань», 2019. 664 с.

8. Ящук C.B., Бакланова О.П., Родионова И.Г. Влияние термической обработки на формирование структуры и свойств перспективных высокопрочных низколегированных сталей // Перспективные материалы. 2011. № S13. С. 968^974.

9. Солер Я.И., Казимиров Д.Ю. Моделирование теплофизики плоского шлифования. Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. № 5. С. 56—62.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Иванов С.С., Иванов Е.С., Гузенкова A.C. Ингибирование хрупкого разрушения высокопрочных сталей после кислотного травления // Успехи в химии и химической технологии. 2018. Т. 32. № 13 (209). С. 69^70.

11. Сергиенко О.Г., Твердынин Н.М. Применение современных методов исследования для выявления и анализа структурных неоднородностей стали в коррозионном процессе / / Химические и матери-аловедческие аспекты техносферной безопасности.

MEASURES ТО PREVENT MAN-MADE EMERGENCIES INITIATED BY CORROSION CRACKING OF HIGH-STRENGTH STEELS

S.S. IVANOV

Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department "ChemBioTech" Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Moscow Polytechnic University" Address: 107023, Moscow, st. Bolshaya Semenovskaya, 38 E-mail: iv3943683Qyandex.ru

L.R. SHARIFULLINA

Candidate of Chemical Science, Docent Head of the Department of Chemistry and Materials Science

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk

E-mail: LsharifullinaQamchs.ru

N.M. TVERDYNIN

Doctor of Philosophy, Senior Sei. Associate Professor of the Department of Chemistry and Materials Science

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk

E-mail: n.tverdyninQamchs.ru

Abstract. One of the causes of man-made emergencies associated with the sudden destruction of structures or equipment is metal corrosion. Especially dangerous is the rapid development of cracks in working machines and mechanisms. The article deals with the physical and chemical processes occurring during corrosion cracking of high-strength steels. It is shown that the detection of such structural defects as cauterization can be carried out by non-destructive testing methods without compromising the performance of the material. Experimentally, by applying several independent methods at the same time-chemical, mechanical and electromagnetic, the possibility of detecting cauterization on the surface of high-strength steels has been proved. The proposed solutions can be used during routine inspections and repairs of operated emergency rescue vehicles to prevent their sudden failure.

Keywords: emergency prevention, high-strength steels, corrosion-mechanical destruction, burns, steel surface defects, non-destructive testing methods

Citation: Ivanov S.S., Tverdynin N.M., Sharifullina L.R. Measures to prevent technological emergencies initiated by corrosion cracking of high-strength steels // Scientific and educational problems of civil protection. 2020. No. 2 (45). p. 75 - 84.

References

1. On the state of protection of the population and territories of the Russian Federation in 2019: State report. - M.: EMERCOM of Russia, FSBI VNII GOCHS (FC), 2020. 259 s.

2. Forecast of the emergency situation in the Russian Federation for 2020. EMERCOM of Russia, FSBI VNII GOCHS (FC). No. 6276-19-3-2 of December 25, 2019. [Electronic resource]. Access mode: https: / / rossvyaz.gov.ru / upload/gallery/196/546969a42afb4ffa6d0ad9b5c38ccdfe31bl744d4a933.pdf (accessed 03.03.2020).

3. Tsyganov A. "The reasons for the tragedy in the St. Petersburg metro are established."The newspaper Kommersant No. 128 dated 07/22/1999. 5 s.

4. Information portal "Life.ru". [Electronic resource]. Access mode: https://life.ni/p/1308967 (accessed 03.03.2020).

5. "Izvestia.Ru—The daily newspaper. 02/26/2006. [Electronic resource]. Access mode: https://iz.ru/448958/transvaal-park-basmannyi-rynok-chto-rukhnet-zavtra (accessed 01.04.2020).

6. Ovchinnikov I.I. The current state of the problem of calculating reinforced structures exposed to aggressive environments taking into account corrosion cracking // Internet-magazine, 2012, No. 3 S. 18-31.

7. Solntsev Yu.R, Pryakhin E.I., Piirainen V.Yu. Special materials in mechanical engineering: a textbook. -St. Petersburg; Ed. Doe, 2019. 664 s.

8. Yashchuk S.V., Baklanova O.N., Rodionova I.G. The influence of heat treatment on the formation of the structure and properties of promising high-strength low-alloy steels // Prospective materials. 2011. No. S13. S. 968-974.

9. Soler Ya. I., Kazimirov D.Yu. Modeling of thermophysics of flat grinding. Problems of mechanical engineering and machine reliability. 2005. No. 5. P. 56-62.

10. Ivanov S.S., Ivanov E.S., Guzenkova A.S. Inhibition of brittle fracture of high strength steels after acid etching // Advances in Chemistry and Chemical Technology. 2018.V. 32. No. 13 (209). S. 69-70.

11. Sergienko O.G., Tverdynin N.M. The use of modern research methods to identify and analyze structural heterogeneities of steel in the corrosion process // Chemical and material science aspects of technosphere safety.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.