ЗАО «Специальные диагностические системы» разработана современная аппаратура акустико-эмиссионной диагностики (АЭД) структурного состояния металлических материалов для оценки структурного состояния металлических материалов на различных стадиях пластической деформации и разрушения. Аппаратура позволяет оценивать критическую степень повреждаемости (зарождения микротрещин) металлических материалов в условиях статического и циклического деформирования. Разработанная аппаратура АЭД в сочетании с методом кинетической твердости позволяет более надежно оценивать структурное состояние металлических материалов.

Проведенные исследования, а также литературные данные, изменения механических свойств трубных сталей 19Г и 17Г1С после длительной эксплуатации в трубопроводах показали, что обычные механические свойства трубных сталей мало чувствительны к изменению в результате длительной эксплуатации трубопроводов, хотя в наших исследованиях наблюдалась явная тенденция к повышению прочностных характеристик. Однако большинство исследований ударной вязкости по Шарли однозначно указывают на то, что длительная эксплуатация приводит к довольно резкому падению ударной вязкости (до 30%), особенно при отрицательных климатических температурах. Охрупчивание трубных сталей в результате длительной эксплуатации может быть оценено суммарной работой разрушения металла труб. Причем охрупчивание происходит в основном за счет уменьшения работы зарождения трещины. Исследование скорости распространения трещины в условиях замедленного разрушения также является чувствительным методом оценки деградации механических свойств. Основной причиной снижения ударной вязкости и увеличения скорости распространения трещин в трубных сталях после длительной эксплуатации в трубопроводах являются процессы статического и динамического деформационного старения.

В условиях циклического нагружения предложенная методика дает возможность определить линию необратимой повреждаемости (линия Френча) и проследить кинетику распространения усталостной трещины. Комбинированная методика испытания (кинетическая твердость - акустическая эмиссия) позволяет регистрировать появление такой стадии деградации металла при циклическом деформировании, при которой в материале появляются субмикротреппшы (окончание периода зарождения усталостных трещин и начало периода распространение магистральной усталостной).

Рассмотрены возможности и перспективы акустико-эмиссионной диагностики и метода кинетической твердости для оценки структурного состояния металлических материалов на различных стадиях пластической деформации и разрушения в условиях статического деформирования. Исследования проведены на образцах из конструкционных сталей 19Г и 20X13. Показано, что параметры акустической эмиссии (энергия, амплитудный и частотные спектры и др.) на стадии деформационного упрочнения, как при статическом растяжении, так и при вдавливании шарового индентора по методике кинетической твердости, коррелируют со структурным состоянием металла и степенью его повреждаемости. Энергетические параметры (в частности, суммарная энергия акустической эмиссии) при вдавливании шарового индентора могут служить критериями структурного состояния и основой методики оценки остаточного ресурса металла. Предлагаемая комплексная методика «акустическая эмиссия — кинетическая твердость» определения повреждаемости конструкционных сталей позволяет с высокой степенью достоверности оценить остаточный ресурс работоспособности металла конструкций, таких как магистральные трубопроводы, сосуды давления, химические и атомные реакторы, энергетические установки без вывода их эксплуатации