Представлено исследование элементного состава измененного слоя на наружной поверхности пароперегревательной трубы из стали марки ДИ59 после длительной эксплуатации. Показано, что слой расположен между окалиной и матрицей, обеднен кремнием, марганцем, медью и хромом с максимальным сродством к окислителю, обогащен до 90% железом и никелем, состоит преимущественно из фазы ?-Fe (феррита) с ферромагнитными свойствами. Слой образовался в результате избирательного окисления и диффузии из матрицы в окалину металлов с меньшей стандартной свободной энергией образования сульфидов и оксидов. Магнитным ферритометром проведено экспериментальное исследование эволюции слоя методом испытания стали марки ДИ59 на жаростойкость в воздушной среде при температурах 585, 650 и 700°С в течение 15 ? 103 ч, на ползучесть при температуре 750°С и напряжении 60 МПа и на длительную прочность при температурах 700 и 750°С и напряжениях от 30 до 80 МПа. Образцы для испытаний изготовлены из труб в состоянии поставки. Установлена связь содержания ферритной фазы в поверхностном слое металла с температурой и временем испытания. Разработана зависимость для оценки эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб по данным магнитной ферритометрии. Показано, что значения температуры эксплуатации, определенные по содержанию ферритной фазы и концентрации ?-фазы в структуре металла пароперегревательных труб со значительной наработкой, близки. Предложено использовать магнитную ферритометрию для выявления тепловой неравномерности и разверенных труб пароперегревателей котлов ТЭС.
