Анотація до роботи:

. Білий О.Л. Оцінка тріщиноутворення біля концентраторів напружень за циклічного навантаження сталей в корозійних 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, 2005.

Дисертація присвячена проблемам механіки руйнування конструкційних сталей за сумісної дії циклічних навантажень і корозійних середовищ. Наведені методи оцінки їх міцності біля концентраторів напружень різного типу (напівколовий виріз, зварне з’єднання, корозійна виразка), які враховують фізико-хімічну взаємодію деформованого матеріалу з корозійним середовищем.

Запропонована модельна схема взаємодії середовища з деформованим металом біля напівколового концентратора напружень і розроблений критерій зародження корозійно-втомної макротріщини, який полягає в реалізації деякої критичної комбінації ефективного напруження в зоні процесу та параметрів електрохімічного розчинення металу на його деформованій поверхні.

Встановлені особливості та стадійність корозійно-втомного руйнування Т-подібних асиметричних зварних з’єднань, як специфічного типу технологічного концентратора напружень в умовах електрохімічної корозії металу.

Побудовані узагальнені діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості з’єднання “антикорозійна наплавка – корпусна сталь”, що містять базові дані про опір поширенню тріщини як в компонентах з’єднання, так і в зонах їх сплавлення.

Запропонований метод оцінки безпечного періоду експлуатації пошкоджених трубчастих елементів пароперегрівачів енергоблоків ТЕС за максимумом на діаграмі “густина поверхневих тріщин – число циклів навантаження”.

Ключові слова: циклічне навантаження, концентратори напружень, ефективне напруження, розмах циклічних напружень, тріщиноподібні дефекти, коефіцієнт інтенсивності напружень, період зародження та швидкість росту тріщини, корозійне середовище, електрохімічне розчинення металу.

У дисертації наведено обґрунтування і вирішення науково-технічної задачі, яка полягає у розробці методів оцінки тріщиноутворення біля концентраторів напружень за циклічного навантаження сталей в корозійних середовищах. В результаті виконання роботи отримані наступні основні результати:

1. Запропоновано модельну схему взаємодії середовища з деформованим металом біля напівколового концентратора напружень, що базується на домінантній дії процесу електрохімічного розчинення металу на його поверхні і враховує розподіл пружно-пластичних напружень біля його вершини.

2. Експериментально встановлена стадійність утворення макротріщини з поверхні напівколового концентратора напружень в умовах сумісної дії циклічних навантажень та корозійних середовищ і показано, що цей процес можна умовно розділити на дві основні стадії: утворення поодиноких тріщин характерної довжини a_* і зростання їх густини q до деякого критичного значення q=q_* (стадія І); інтенсивний ріст та злиття поверхневих корозійно-втомних тріщин, що призводить до утворення макротріщини (стадія ІІ).

3. Запропонована схема зварного з’єднання як специфічного типу технологічного концентратора напружень в умовах електрохімічної корозії металу. На цій основі експериментально показано, що процес втомного руйнування Т-подібних асиметричних зварних з’єднань має наступну послідовність: утворення щілини на межі розділу “базовий матеріал – зварний шов”; зародження тріщини біля вершини щілини як концентратора напружень; подальший розвиток корозійно-втомної тріщини, що призводить до повного руйнування зразка. Тут встановлено, що для з’єднань із листових вуглецевих середньоміцних сталей, що застосовуються в транспортному машинобудуванні, їх довговічність визначається часом зародження втомної тріщини довжиною приблизно а=1 мм.

4. Запропоновано та перевірено критерій зародження корозійно-втомної макротріщини з поверхні напівколового концентратора напружень, що полягає в реалізації деякої критичної комбінації ефективного напруження в зоні процесу та параметрів електрохімічного розчинення металу на його деформованій поверхні.

5. Здійснений аналітичний прогноз розвитку циліндричної корозійної виразки (як потенційного концентратора напружень) у з’єднанні “двошарова антикорозійна наплавка – корпусна сталь” і показано, що найбільш небезпечним є випадок, коли дно початкової виразки розташоване в зоні сплавлення “нижній шар наплавки – базовий матеріал”.

6. Побудовані узагальнені діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості з’єднання “антикорозійна наплавка – корпусна сталь”, що містять базові дані про опір поширенню тріщини як в компонентах з’єднання, так і в зонах їх сплавлення.

7. Запропоновано оцінку безпечного періоду експлуатації пошкоджених трубчатих елементів пароперегрівачів енергоблоків ТЕС за максимумом на діаграмі “густина поверхневих тріщин – число циклів навантаження”.

Публікації автора:

1. Panasyuk V.V., Dmytrakh I.M., Yezerska O.A., Bilyy O.L. Corrosion fatigue cracks nucleation and growth behavior from semicircular notches // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 1998. – , № 5. – С. 53-60.

2. Колодій Б.І., Дмитрах І.М., Білий О.Л. Метод еквівалентного електрода для визначення електрохімічних струмів у корозійній виразці // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. – № 5. – С. 27-31.

3. Дмитрах І.М., Колодій Б.І., Білий О.Л. Густина електрохімічного струму з поверхні корозійних виразок в тришаровому матеріалі // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2003. – № 2. – С. 15-19.

4. Дмитрах І.М., Вайнман А.Б., Єзерська О.А., Білий О.Л., Котельников М.І. Про механізм тріщиноутворення та оцінки тріщиностійкості поверхонь металу деяких елементів пароводяного тракту енергоблоків ЗКТ // Енергетика та електрифікація – 2001 – №7. – С. 20-25.

5. Дмитрах І.М., Вайнман А.Б., Білий О.Л., Єзерська О.А., Грабовський Р.С. Характеристики корозійної тріщиностійкості та оцінка залишкової довговічності конструктивних елементів енергообладнання // Матеріали 2-ї міжнародної конференції “Механіка руйнування та міцність конструкцій” – Львів. – 1999. – 3. – С. 130-133.

6. Dmytrakh I., Pluvinage G. and Bilyy O. Engineering model for life assessment of the tee welded joints under corrosion fatigue conditions // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. – Спец. вип. № 3. – С. 11-16.

7. Dmytrakh I., Pluvinage G. and Bilyy O. Engineering life assessment of the welded joints under corrosion fatigue // International conference “New trends in fatigue and fracture”: University of Metz, France. – 2002. – 9 p.

8. Дмитрах І.М., Вайнман А.Б., Єзерська О.А., Вовк Р.І., Білий О.Л. Особливості зародження та розвитку корозійно-втомних тріщин на поверхнях пароперегрівачів енергоблоків закритичного тиску // Матеріали Міжн. конф.-виставки“Корозія`98” – Львів. – С. 61-63.

9. Білий О.Л. Кінетика корозійно-втомних тріщин на поверхні сталі 20 в середовищі із різним рН // Матеріали XV-тої відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів. – Львів: ФМІ НАН України. – 2000. – С. 24-25.

10. Білий О.Л. До оцінки міцності зварних елементів конструкцій промислового обладнання в робочих умовах // Матеріали науково-технічної конференції “Інструмент – 2000”, – Львів: ФМІ НАН України. – 2000 р.C. 100-102.

11. Білий О.Л. Оцінка кінетики росту корозійної виразки у з’єднанні „антикорозійна наплавка – корпусна сталь” // Матеріали XVІІІ-тої відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів. – Львів: ФМІ НАН України. – 2003. – С. 150-153.

АНОТАЦІЯ. Білий О.Л. Оцінка тріщиноутворення біля концентраторів напружень за циклічного навантаження сталей в корозійних 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, 2005.

Дисертація присвячена проблемам механіки руйнування конструкційних сталей за сумісної дії циклічних навантажень і корозійних середовищ. Наведені методи оцінки їх міцності біля концентраторів напружень різного типу (напівколовий виріз, зварне з’єднання, корозійна виразка), які враховують фізико-хімічну взаємодію деформованого матеріалу з корозійним середовищем.

Запропонована модельна схема взаємодії середовища з деформованим металом біля напівколового концентратора напружень і розроблений критерій зародження корозійно-втомної макротріщини, який полягає в реалізації деякої критичної комбінації ефективного напруження в зоні процесу та параметрів електрохімічного розчинення металу на його деформованій поверхні.

Встановлені особливості та стадійність корозійно-втомного руйнування Т-подібних асиметричних зварних з’єднань, як специфічного типу технологічного концентратора напружень в умовах електрохімічної корозії металу.

Побудовані узагальнені діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості з’єднання “антикорозійна наплавка – корпусна сталь”, що містять базові дані про опір поширенню тріщини як в компонентах з’єднання, так і в зонах їх сплавлення.

Запропонований метод оцінки безпечного періоду експлуатації пошкоджених трубчастих елементів пароперегрівачів енергоблоків ТЕС за максимумом на діаграмі “густина поверхневих тріщин – число циклів навантаження”.

Ключові слова: циклічне навантаження, концентратори напружень, ефективне напруження, розмах циклічних напружень, тріщиноподібні дефекти, коефіцієнт інтенсивності напружень, період зародження та швидкість росту тріщини, корозійне середовище, електрохімічне розчинення металу.

АННОТАЦИЯ. Билый О.Л. Оценка трещинообразования около концентраторов напряжений при циклическом нагружении сталей в коррозионных средах. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – механика деформируемого твердого тела. – Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко НАН Украины, Львов, 2005.

Диссертация посвящена проблемам механики разрушения конструкционных сталей в условиях совместного воздействия циклических нагружений и коррозионных сред. Разработаны и апробированы методы оценки прочности сталей около концентраторов напряжений различного типа (полукруговой вырез, сварное соединение, коррозионная язва), которые учитывают физико-химическое взаимодействие деформированного материала с коррозионной средой.

Предложена модельная схема взаимодействия среды с деформированным металлом около полукругового концентратора напряжений и экспериментально установлена стадийность образования макротрещины с его поверхности. На этой основе разработан критерий зарождения коррозионно-усталостной макротрещины с поверхности полукругового концентратора напряжений, который состоит в реализации некоторой критической комбинации эффективного напряжения в зоне процесса и параметров электрохимического растворения металла на его деформированной поверхности.

Установлены особенности и стадийность коррозионно-усталостного разрушения Т-образных асимметричных сварных соединений, как специфического типа технологического концентратора напряжений в условиях электрохимической коррозии металла, а также предложена экспериментально-аналитическая оценка их долговечности.

Построены обобщенные диаграммы циклической коррозионной трещиностойкости соединения “антикоррозионная наплавка – корпусная сталь“, которые содержат базовые данные о сопротивлении развитию трещины, как в компонентах соединения, так и в зонах их сплавления; а также аналитически прогнозировано развитие цилиндрической коррозионной язвы (как потенциального концентратора напряжений) в соединении “двухслойная антикоррозионная наплавка – корпусная сталь” и установлен наиболее опасный участок размещения дна начальной язвы: зона сплавления “нижний слой наплавки – базовый материал”.

Предложен метод оценки безопасного периода эксплуатации трубчатых элементов пароперегревателей энергоблоков ТЭС, в которых обнаружены коррозионно-механические трещиноподобные дефекты, по максимуму на диаграмме “плотность поверхностных трещин – число циклов нагружения“.