Многие исследователи сообщают о положительном влиянии термической обработки на стойкость сталей к ВР [52].

Закалка с отпуском повышает стойкость сталей с контролируемой прокаткой по сравнению с состоянием после прокатки благодаря созданию гомогенной (однородной) структуры отпущенного мартенсита, причем в большей степени, чем сталей с низким содержанием серы и неполным контролем формы включений.

Нормализация положительно влияет на стойкость сталей с ферритно-перлитной структурой, так как уменьшает балл и полосчатость перлитных зерен.

Отпуск при 650 °С значительно увеличивает стойкость сталей с мелкодисперсной ферритной структурой, но не оказывает положительного влияния на стали с полосчатой ферритно-перлитной структурой.

Сварные соединения в меньшей степени подвержены ВР, чем основной металл. Дендритная структура сварных швов с оксидными глобулярными включениями обладает высокой стойкостью к ВР. Однако сварные швы представляют опасность в том отношении, что могут изменять характер распространения водородных трещин, образующихся в основном металле вблизи шва.

Металл, полученный электрошлаковым способом, имеет высокую чистоту и однородность структуры, а также равномерное распределение неметаллических включений малых размеров. Это обеспечивает его высокую стойкость к ВР.

С повышением прочности стали возрастает число водородных трешин и их размеры. Однако количество и форма неметаллических включений и полос с «аномальной структурой» в стали имеют большее значение для ВР, чем прочность [43, 51—54].

Приложение внешних растягивающих напряжений не всегда увеличивает склонность к ВР. При напряжениях ниже предела текучести пузыри пространственно отделены друг от друга. Размеры пузырей и расстояние между ними приблизительно равны 100 мкм. Подробное исследование размеров и распределения пузырей в стали типа Х65 с содержанием серы 0,007-— 0,025% показало, что при напряжениях порядка 0,7 σ_т (σ_т — предел текучести стали) длина пузырей составляет 20—100 мкм, а расстояние между ними 20—200 мкм, причем оба параметра не зависят от содержания серы в стали [59]. Когда приложенные извне напряжения приближались к пределу текучести, разрушение происходило путем объединения водородных трещин, образовавшихся на полосах скольжения. Макроскопический анализ показал, что поверхность изломов располагается примерно под углом 45° к оси нагрузки. Напряжения растяжения приводят к объединению продольных внутренних микротрещин в магистральную поперечную к растягивающей нагрузке.

С увеличением pH среды в интервале 1—6 отмечается общая тенденция к снижению склонности сталей к В Р. Однако характер влияния значения pH неодинаков для сталей с различной стойкостью к растрескиванию [53, 60]. Увеличение pH среды не оказывает значительного влияния на склонность к ВР сталей, чувствительных к ВР. Такие стали подвергаются растрескиванию при всех значениях pH в указанном диапазоне. В то же время снижение pH среды ниже 3 оказывает существенное влияние на склонность к ВР сталей, относительно устойчивых к растрескиванию. При значениях pH < 3 стали становятся склонными к ВР.

Испытания сталей разных составов на ВР в растворах с pH от 3,0 до 5,4 показали, что скорости коррозии и поглощения водорода сталью значительно выше при испытаниях в двух растворах, подкисленных уксусной кислотой до pH 3,0—3,8 (табл. 4.3) [53]. Эти данные коррелируют с намного более высокой способностью кислых растворов вызывать ВР, особенно более устойчивых сталей, которые не разрушаются в менее кислых растворах.

В таблице 4.4 приведены результаты испытаний листовой стали марки AP15L в состоянии прокатки и после контролируемой прокатки (КП) [65], а также стали марок 16ГС и 20ЮЧ.

Присутствие в среде хлоридов усиливает общую коррозию сталей, увеличивает количество диффузионного водорода и соответственно склонность к ВР [53]. Исследования ВР сталей в четырех указанных в табл. 4.3 растворах показали, что раствор NACE, содержащий хлориды, более агрессивен, чем 0,5 %-й раствор уксусной кислоты, несмотря на одинаковое значение pH. Искусственная морская вода при pH 3,5—4,3 вызывает более сильную коррозию, наводороживание и склонность к растрескиванию, чем вода, насыщенная H2S, при таких же значениях pH.

Таблица 4.3. Характеристика сероводородсодержащих растворов, наиболее часто применяемых для испытаний сталей на сероводородное растрескивание [153]

Таблица 4.4. Результаты испытаний сталей на склонность к ВР по методу NACE ТМ-02-84 [60] *

* Результаты испытаний сталей парок 16ГС и 20ЮЧ получены С. Л. Афанасьевой н В. В. Устиновой (ВНИИНефтемаш).