Способы оценки усталостной поврежденности сварных соединений углеродистых и метастабильных аустенитных сталей разработали ученые Института проблем машиностроения, филиала Института прикладной физики РАН, 22 марта сообщает портал «Научная Россия».

Проблема конструкций из высокопрочных метастабильных аустенитных сталей, которые идут в том числе на изготовление оболочек ядерных энергетических установок, паропроводов и др., в том, что усталостное разрушение в них происходит без видимых внешних изменений.

Однако при этом в материале постепенно накапливаются сначала микроповреждения, потом они превращаются в макротрещины, а затем происходит окончательное разрушение. В случае наличия сварных соединений неоднородность структурного состояния материала увеличивается, что снижает остаточный ресурс конструкции.

Для диагностики состояния конструкций широко применяются физические методы исследования.

В Институте проблем машиностроения РАН разработаны методы неразрушающего контроля по данным, получаемым с помощью ультразвуковых, вихретоковых и металлографических исследований.

Учеными предложены три способа определения усталостной поврежденности для различных элементов конструкций.

Оптическим методом прямого изучения микроструктуры определяется один из параметров повреждения поверхности — отношение общей площади обнаруженных грубых полос скольжения к площади наблюдаемой поверхности. Второй параметр — повреждения в объеме, оценивается с помощью объемных упругих волн. Суммарная усталостная поврежденность углеродистых сталей определяется линейной комбинацией этих двух параметров.

Оценка усталостной поврежденности метастабильных аустенитных сталей проводится путем определения соотношения времен распространения сдвиговых и продольных волн с учетом фазовых изменений, определяемых вихретоковым методом. А усталостную поврежденность в зоне термического влияния сварного соединения метастабильной аустенитной стали предлагается оценивать по данным измерений содержания ферромагнитной фазы с помощью вихретокового метода.

Предложенные учеными способы значительно расширяют границы применимости методов неразрушающего контроля для диагностики фактического состояния стальных конструкций ответственных узлов различных агрегатов.