Порядок и объем проведения металлографического анализа причин инцидентов

Первоначально, в общем случае, проводится визуальный осмотр нарушений целостности трубопровода (пример такого инцидента на рис. 6), - оцениваются масштабы, состояние трубопровода, определяются источники трещины, определяются направления работы и объем исследований, определяются места вырезки образцов для проведения специфических исследований.
В большинстве случаев обязательно проводится анализ химического состава (рис. 7) на соответствие заявленной марки стали. Химический анализ проводится на месте методом флуорисцентного анализа, либо точного спектрального анализа в лаборатории на вырезанных образцах.
Рис. 7. Переносной рентгенофлуорисцентный анализатор и пример получаемого спектра
Анализируемый спектр получается путём регистрации флуоресценции после воздействия на исследуемое вещество каким-либо излучением (рентгеновским или лазерным излучением, искровым воздействием и др.). Обычно измеряемыми величинами являются интенсивность и энергия (длина волны, частота) излучения, но могут регистрироваться и другие характеристики, например, поляризационное состояние.
Данные современные экспресс способы анализа химического состава не позволяют быстро определять качество стали по химическому составу (с точностью определить содержание серы и фосфора), другими словами, отличить сталь 20 от 20А (напомню, категории прочности К42 и К48 соответственно)

. Поэтому, определение серы и фосфора проводятся методами коллоидной химии [7].
В обязательном порядке проводится фрактографическое исследование излома металла. Пример излома приведен на рис. 8.
Рис. 8. Пример излома и различные зоны на его поверхности [6]
Фрактография – наука о разрушении металлов, согласно ней, в общем случае, любой излом имеет следующие области:
Источник трещины. В качестве источника трещины может рассматриваться любой дефект, - забоина, дефект, неметаллическое включение и т..п., - который в процессе эксплуатации является концентратором напряжений. Напряжения, накопленные в концентраторе, достигают определенного критического уровня, происходит нарушение целостности металла для компенсации данных напряжений.
Зона развития трещины - область, где растягивающие накопленные напряжения замещаются касательными, процесс из разрывного переходит в сдвиговой.
Зона долома.
Кроме того, фрактография помогает выявить причину и механизм разрушения – усталость материала, водородное охрупчивание, коррозионное растрескивание, превышение допустимой нагрузки и пр.
Фрактографические исследования включают в себя изучение излома невооруженным глазом, с помощью оптического и электронного микроскопа