Анотація до роботи:

1. Дмитрах І.М., Сиротюк А.М., Грабовський Р.С. Деякі особливості зміни електрохімічного стану металічної поверхні при її циклічному деформуванні // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2000. – Спец. вип. № 1. – С. 54-58.

2. Сиротюк А.М., Дмитрах І.М. Про критерій утворення корозійних тріщин на циклічно деформованій металевій поверхні // Машинознавство. – 2001. – № 4/5. – С. 17-20.

3. Дмитрах І.М., Сиротюк А.М., Грабовський Р.С. До оцінки допустимої глибини тріщиноподібних дефектів в трубопроводах енергоустановок // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2001. – № 5. – С. 69-74.

4. Проць О., Сиротюк А., Дмитрах І. До корозійного моніторингу циклічно деформованих металевих поверхонь у водних середовищах // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. – Спец. вип. № 3. – С. 360-363.

5. Сиротюк А.М. Визначення корозійно-механічної пошкоджуваності поверхні сталі 12Х1МФ при циклічному деформуванні // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України (КМН-2000). – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України. – 2000. – С. 12-13.

6. Сиротюк А.М. Про закономірність утворення поверхневих тріщин при циклічному деформуванні металу в робочих середовищах // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів “Інструмент-2000”. – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України. – 2000. – С. 57-61.

7. Сиротюк А.М. Фіксація процесу зародження і розвитку корозійно-втомних пошкоджень на поверхнях конструкційних сталей // Труды филиала Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана в г. Калуге. Специальный выпуск: Материалы международной научно-технической конференции “Приборостроение-2000”. – Калуга: филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана в г. Калуге. – 2000. – Том 43. – С. 337-341.

8. Dmytrakh I.M., Syrotyuk A.M. and Hrabovsky R.S. On the initial stages of corrosion fatigue emanating from smooth surface // Proc. 13th European Conference on Fracture (ECF-13). – San-Sebastian (Spain): Evsevier, UK. – 2000. – 7 p.

9. Проць О.Р., Сиротюк А.М. Флуктуації поляризаційного струму при циклічних деформаціях та їх залежність від величини корозійної пошкодженості металевої поверхні // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України (КМН-2002). – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України. – 2002. – С. 125-128.

АНОТАЦІЯ. Сиротюк А.М. Встановлення умов поверхневого тріщиноутворення при циклічному деформуванні сталей енергетичного устаткування у водних середовищах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, 2002.

Дисертація присвячена проблемам механіки руйнування конструкційних матеріалів в умовах сумісної дії циклічних навантажень та робочих корозійно-агресивних середовищ. Об’єктами випробувань були сталі для трубопровідних систем енергетичного устаткування. Запропоновано новий параметр для оцінки процесів корозійної втоми матеріалів, що є певним характеристичним напруженням у межах циклу навантаження, з досягненням якого відбувається суттєва електрохімічна активація деформованої поверхні. Запропоновано модель та критерій зародження поверхневої корозійно-втомної тріщини, який є функцією вказаного параметра, а також параметрів електрохімічного розчинення металу на циклічно деформованій поверхні. На цій основі встановлено аналітичне співвідношення для визначення періоду зародження поверхневої тріщини.

Визначено період утворення корозійно-втомної тріщини в стінках трубопроводів із сталей 12Х1МФ та 08Х18Н12Т, а також здійснена оцінка допустимої глибини тріщини в залежності від планового терміну експлуатації трубопроводів та чинників робочого середовища.

У дисертації наведено обґрунтування і вирішення науково-технічної задачі, яка полягає у встановленні умов та критерію поверхневого тріщиноутворення в конструкційних металах у взаємозв’язку з параметрами фізико-механічного стану його поверхні та механізму впливу робочого корозійного середовища. Встановлено характеристики процесу зародження та розвитку поверхневих корозійно-втомних тріщин в сталях 12Х1МФ та 08Х18Н12Т під дією експлуатаційних чинників з метою використання отриманих результатів для експертних оцінок та прогнозування ресурсу трубопроводів енергетичного обладнання. В результаті виконання роботи отримані наступні основні результати:

1. Розроблено методику та технічні засоби для дослідження поверхневої пошкоджуваності та тріщиноутворення в конструкційних сталях при їх циклічному деформуванні в корозійно активних середовищах, яка дозволяє фіксувати та аналізувати зміну фізико-механічного стану поверхні в межах кожного циклу навантаження.

2. Запропоновано та обґрунтовано новий параметр для оцінки процесів корозійної втоми, що є певним характеристичним значенням прикладеного напруження в межах циклу навантаження (s = s_s), з досягненням якого відбувається суттєве збільшення електрохімічної активації деформованої поверхні.

3. Встановлено, що зміна параметра s_s корелює з кінетикою утворення та розвитку тріщиноподібних поверхневих дефектів, що може бути покладено в основу нового методу технічної діагностики деформованих металів у корозійних середовищах.

4. Одержано нові дані про кінетику розвитку поверхневих тріщиноподібних дефектів у досліджуваних сталях в залежності від прикладених циклічних навантажень та складу і pH робочого середовища.

5. Запропоновано нову модельну схему процесу поверхневого корозійно-втомного тріщиноутворення, як результат синергетичної дії циклічних напружень та електрохімічних процесів, що базується на використанні параметра s_s , як характеристичного напруження та передбачає домінантну роль процесу електрохімічного розчинення на циклічно деформованій поверхні металу.

6. Встановлено критерій зародження поверхневої тріщини довжиною a, який зв’язує характеристичне напруження s_s, максимальне напруження циклу s_max, величину корозійного струму I_corr та деяку константу електрохімічного розчинення металу на деформованій поверхні.

7. Запропоновано аналітичне співвідношення для визначення періоду зародження поверхневої тріщини (числа циклів навантаження) і здійснена його експериментальна перевірка.

8. Визначено період утворення корозійно-втомної тріщини у стінках трубопроводів із сталей 12X1МФ та 08Х18Н12Т, а також здійснена оцінка допустимої глибини тріщини в залежності від планового терміну експлуатації трубопроводів та чинників робочого середовища, зокрема можливу наявність у ньому нерегламентованих шкідливих домішок.

1. Результати роботи були використані для оцінки експлуатаційної надійності та залишкової довговічності трубопровідних систем енергоблоків ТЕС.

Публікації автора:

1. Дмитрах І.М., Сиротюк А.М., Грабовський Р.С. Деякі особливості зміни електрохімічного стану металічної поверхні при її циклічному деформуванні // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2000. – Спец. вип. № 1. – С. 54-58.

2. Сиротюк А.М., Дмитрах І.М. Про критерій утворення корозійних тріщин на циклічно деформованій металевій поверхні // Машинознавство. – 2001. – № 4/5. – С. 17-20.

3. Дмитрах І.М., Сиротюк А.М., Грабовський Р.С. До оцінки допустимої глибини тріщиноподібних дефектів в трубопроводах енергоустановок // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2001. – № 5. – С. 69-74.

4. Проць О., Сиротюк А., Дмитрах І. До корозійного моніторингу циклічно деформованих металевих поверхонь у водних середовищах // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. – Спец. вип. № 3. – С. 360-363.

5. Сиротюк А.М. Визначення корозійно-механічної пошкоджуваності поверхні сталі 12Х1МФ при циклічному деформуванні // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України (КМН-2000). – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України. – 2000. – С. 12-13.

6. Сиротюк А.М. Про закономірність утворення поверхневих тріщин при циклічному деформуванні металу в робочих середовищах // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів “Інструмент-2000”. – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України. – 2000. – С. 57-61.

7. Сиротюк А.М. Фіксація процесу зародження і розвитку корозійно-втомних пошкоджень на поверхнях конструкційних сталей // Труды филиала Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана в г. Калуге. Специальный выпуск: Материалы международной научно-технической конференции “Приборостроение-2000”. – Калуга: филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана в г. Калуге. – 2000. – Том 43. – С. 337-341.

8. Dmytrakh I.M., Syrotyuk A.M. and Hrabovsky R.S. On the initial stages of corrosion fatigue emanating from smooth surface // Proc. 13th European Conference on Fracture (ECF-13). – San-Sebastian (Spain): Evsevier, UK. – 2000. – 7 p.

9. Проць О.Р., Сиротюк А.М. Флуктуації поляризаційного струму при циклічних деформаціях та їх залежність від величини корозійної пошкодженості металевої поверхні // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України (КМН-2002). – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка Національної Академії Наук України. – 2002. – С. 125-128.