Abstract
Prediction of residual lifetime of the power plants and petroleum refineryobjects is a very important problem. For its solution it is necessary to taking into accountmaterial degradation during service. There is an opinion, that hydrogen that dischargesfrom the metal surface during manufacturing, is one of the most important factors of thedegradation process. Hence, the important role in residual life prediction is attributed tothe development of in-laboratory methods for simulation of in-service degradation ofmaterials.The aim of this work is to investigate the effect of the exposure specimens to gaseoushydrogen on the change of the microstructure and threshold parameters of fatigue crackgrowth in 15Kh2MFA steel.Two methods of the in-laboratory ageing in hydrogen environment weredescribed. In the first one the beam specimen was subjected to the long-term uniaxialtension in hydrogen environment at temperature 450 oC. In the second method the beamspecimen was subjected to thermocycling in hydrogen. The thermocycling itself does notcause any essential internal stresses in the unrestrained specimen.It was shown that the effective threshold parameter is sensitive to the changes ofmicrostructure in metal after isothermal holding and thermocycling in hydrogen. Thesechanges depend on stress level during isothermal holding and a number of thermocycles inhydrogen. It was concluded that just hydrogen is responsible for the acceleration ofdiffusion process, which is the necessary condition for the observed redistribution ofcarbides in such ageing conditions
چکیده
پیش بینی طول عمر باقی مانده ی نیروگاه ها و پالایشگاه نفت مسئله مهمی است. ضروری است تا فرسایش و تخریب مواد در طی سرویس در نظر گرفته شوند. این عقیده وجود دارد که هیدروژنی که در طی تولید از سطح فلز تخلیه می شود، یکی از مهمترین عوامل فرآیند فرسایش و تخریب است. از این رو نقش مهم پیش بینی عمر باقی مانده در ارائه روش های آزایشگاهی برای شبیه سازی تخریب حین سرویس مواد می باشد.
هدف از این کار، تحقیق روی تاثیر نمونه های در معرض گاز هیدروژن بر تغییر میکروساختار و پارامترهای آستانه ی رشد ترک خستگی در فولاد 15Kh2MFA می باشد. دو روش آزمایشگاهی کهنگی در محیط هیدروژنی توصیف شدند. در اولی، یک نمونه تیر در معرض کشش تک محوری طولانی مدت در محیط هیدروژنی در دمای 450 oC قرار داده شد. در دومین روش، نمونه تیر در معرض چرخه گرمایی در هیدروژن قرار گرفت. خود چرخه گرمایی سبب هیچ گونه تنش داخلی مهمی در نمونه آزاد نشد.
نشان داده شد که پارامتر آستانه موثر نسبت به تغییرات میکروساختار در فلز بعد از وقفه هم دما و چرخه گرمایی در هیدروژن حساس است. این تغییرات به میزان تنش در طی وقفه هم دما و تعداد چرخه گرمایی در هیدروژن بستگی دارند. نتیجه گرفته شد که تنها هیدروژن مسئول تسریع فرآیند پخش است که شرط لازم برای توزیع دوباره کربیدهاست که در شرایط خستگی مشاهده می شوند.
1-مقدمه
یک فولاد مقاومت در برابر گرمای 15Kh2MFA کاربرد گسترده ای را در تجهیزات راکتورهای هسته ای دارد (1). در حال حاضر، این فولاد برای ساخت بدنه راکتور برای کراکینگ هیدروژنی نفت به کار می رود. دمای سرویس برای فرآیند هیدروکراکینگ (شکافت هیدروژنی) به 450 OC می رسد. کنش ترکیبی دمای بالا، محیط شامل هیدروژن، فشار مکانیکی سبب فرسایش و تخریب فلز شده و مقاومت آن را کاهش می دهد. به منظور پیش بینی طول عمر باقی مانده تجهیزات، لازم است تا کل محدوده عواملی سرویس را در نظر گرفته و روش سریع تخریب ماده را تولید کنیم....