Коррозия в условиях переменных напряжений

Коррозия при трении вызывается одновременным действием коррозионной среды и сил трения, например коррозия шеек валов, работающих в жидкости с взвешенными в ней твердыми частицами. Электрокоррозия вызывается главным образом воздействием блуждающих токов особенно опасна электрокоррозия для подземных металлических и железобетонных конструкций. Кавитационная коррозия возникает при воздействии гидродинамических нагрузок в условиях коррозионной среды, например в центробежных насосах. Коррозия под напряжением наблюдается при одновременном действии на металл коррозионной среды и механических напряжений, папример в аппаратах, работающих под давлением (коррозия при постоянной нагрузке), или в осях, штоках насосов, стальных канатах и других деталях со знакопеременными нагрузками (коррозия при переменной нагрузке). Во втором случае возникает коррозионная усталость — понижение предела усталости металла. [c.282]

Данная глава посвящена двум формам разрушения материалов, связанным с воздействием среды, а именно — коррозионному растрескиванию под напряжением (КР) и водородному охрупчиванию. Будет рассмотрена связь этих видов коррозии с различными металлургическими факторами. В число последних входят химический состав компоненты микроструктуры (такие как тип и структура выделений, размеры и форма зерен) кристаллографическая текстура термообработка и ее влияние на уже перечисленные факторы и, наконец, некоторые технологические процессы, в частности термомеханическая обработка (ТМО), которая привлекает возрастающее внимание как метод оптимизации свойств материалов. Все названные переменные, несомненно, очень важны с точки зрения разработки новых материалов, отвечающих постоянно усложняющимся условиям эксплуатации. [c.47]

КОРРОЗИЯ в УСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ [c.100]

Коррозия fi условиях переменных напряжений 101 [c.101]

Коррозия в условиях переменных напряжений [c.103]

Обычно в металле вала и рабочих колес возникают усталостные трещины по следующим причинам в результате работы в условиях повыщенных динамических нагрузок на ротор из-за подрезов и других концентраторов напряжений вследствие неудовлетворительной сборки узла упорного подшипника, вызывающей переменные напряжения в сечениях вала из-за коррозии, снижающей усталостные свойства металла вала. [c.89]

Таким образом, создаются благоприятные условия для энергичного развития коррозии в местах несплошностей. Скорость коррозионного разрушения иа этих участках превосходит таковую для незащищенного металла. В условиях коррозионной усталости исключена возможность анодного пассирования пор или трещин, так как этому препятствуют непрерывно действующие переменные напряжения. Интенсивному раз- [c.132]

Одна из причин возникновения трещин — фреттинг-коррозия. Распространенным местом появления фреттинг-коррозии является область силового контакта деталей, посаженных с натягом на вал, имеющих колебательное относительное движение малой амплитуды. Контактное давление имеет максимальное значение у внешних кромок зоны контакта. При вращении нагруженного вала в зоне контакта появляется переменное циклическое напряжение, вызывающее местные поверхностные разрушения, В этих условиях опасность заключается в появлении усталостных трещин. Направление трещин неизменно перпендикулярно направлению фреттинга, т. е. направлению переменного напряжения. Фреттинг-коррозия может снижать предел усталостной прочности вала на 30—40 % [10]. [c.46]

Коррозионная усталость. Предел выносливости металлических материалов очень сильно зависит от коррозионной среды. Установлено, что при воздействии на металл различных коррозионных факторов предел выносливости понижается. В реальных условиях эксплоатации машин многие детали подвергаются одновременному воздействию переменных напряжений и коррозионной среды, что сильно понижает их усталостную прочность. При воздействии на детали машин знакопеременных напряжений в условиях дополнительного воздействия коррозионной среды вызывается более значительное их усталостное разрушение. Продукты коррозии, образующиеся на поверхности металла [c.47]

Если теперь изучить влияние переменных напряжений в условиях, способствующих коррозии, можно видеть, что полученная кривая располагается значительно ниже кривой, полученной для условий, исключающих коррозию. При определенных заданных значениях напряжений количество циклов, необходимых для разрушения, теперь значительно меньше. [c.588]

Фиг. 70. Влияние переменных напряжений оез коррозии и в условиях коррозии

Хотя переменное напряжение и коррозия, действующие одновременно, вызывают наиболее быстрые разрушения, присутствие поверхностных изъянов, получившихся в результате предшествовавшего химического воздействия, может в значительной степени понизить сопротивление усталости металла, если даже эти испытания производились уже в условиях, исключающих коррозионное влияние. Это явление было детально исследовано Мак Адамом и Клайном 2. Они установили, что для любого данного материала понижение сопротивления усталости увеличивается со временем предшествующей коррозии, сначала быстро, а затем медленно. Применение жесткой воды вызвало довольно значительное ослабление материала в первую неделю, но ослабление, полученное за 100 дней коррозии, только незначительно превышало ослабление, полученное за 50 дней. С другой стороны, было установлено, что понижение предела усталости, получаемое для сталей с высоким сопротивлением разрыву, значительно больше, чем для сталей с низкой прочностью после 50 дней коррозии сталь с прочностью на разрыв 27 кг/тм потеряла только 15% сопротивления усталости, тогда как сталь с прочностью 140 кг/мм потеряла 50% сопротивления усталости за то же самое время. [c.597]

Необходимо указать, что все сведения по этому вопросу, имеющиеся как в нашей, так и в зарубежной литературе, относятся к металлам, пребывающим в статическом состоянии, и совершенно отсутствуют какие-либо данные о влиянии атмосферной коррозии на усталостную прочность металла. Изучение усталостной прочности при атмосферной коррозии имеет, кроме научно-теоретического интереса, большое практическое значение, поскольку значительное число металлических конструкций, деталей машин и средств транспорта работает в естественных атмосферных условиях, одновременно подвергаясь переменным напряжениям. [c.6]

Тяжелые условия эксплуатации транспортных сооружений (высокая агрессивность атмосферы, грунтов и перевозимых грузов, воздействия токов утечки и блуждающих, большие статические и переменные напряжения) вызывают их интенсивную коррозию, что приводит к большим потерям металла, ухудшению состояния конструкций, снижению надежности и срока службы и большим затратам средств на ремонт таких конструкций. [c.3]

В случае анодных заземлителей станций катодной защиты, изготовленных из пассивируемых материалов, к качеству накладываемого постоянного тока особых требований не предъявляется при платинированных анодах положение получается несколько иным. Результаты прежних исследований [23—25], по которым при остаточной пульсации выпрямленного постоянного тока свыше 5 % потеря платины значительно увеличивается, пока продолжают обсуждаться, но не во всех случаях подтверждены. Всестороннего исследования причин и проявлений коррозии платины до настоящего времени, очевидно, еще не проведено. В принципе требования к величине коэффициента остаточной пульсации выпрямленного тока по-видимому должны повышаться с увеличением действующего напряжения и должны зависеть также и от эффективности удаления продуктов электролиза или от обтекания анодов. Однако повышенная скорость коррозии при низкочастотной остаточной пульсации (менее 50 Гц) может считаться доказанной. Уже начиная с частоты 100 Гц влияние остаточной пульсации невелико. Между тем именно в этом диапазоне частот получается остаточная пульсация тока мостовых преобразователей, работающих на переменном токе 50 Гц после трехфазных преобразователей эта частота намного выше (300 Гц), а величина остаточной пульсации выпрямленного тока по условиям схемы составляет 4 %. Опыт показал, что при оптимальных условиях работы анодов влияние остаточной пульсации невелико. [c.205]

При более низких напряжениях, например при пороговом уровне напряжений, равном 48 МПа, требуется острая трещина глубиной 1,5 мм, чтобы достичь уровня Кг порядка 5,5 МПа-м Для общего уровня напряжений ниже порогового, допустим для 35 МПа, чтобы достичь такого же значения Кг требуется трещина глубиной 2 мм. Такая глубина трещин (дефектов) на порядок больше, чем необходимо при более высоких общих напряжениях. Следовательно, при низких напряжениях глубина трещины, необходимая для создания уровня Кг, при котором скорость ее роста значительная, должна быть такой величины, которая в обычных условиях испытаний при переменном погружении гладких образцов не достигается. Таким образом, образцы разрушаться не будут. К тому же при таких низких напряжениях общая коррозия или питтинг прн достаточной скорости могут притуплять надрез и специально выращенные межкристаллитные трещины, делая эффективный уровень Кг ниже уровня К, показанного на рис. 23-Это тормозит распространение трещины на достаточное расстояние, необходимое для возникновения разрушения за обычное время испытаний. [c.179]

Некоторые меры защиты, такие как дробеструйная обработка и нанесение покрытий, способствуют значительному замедлению КР однако они не исключают необходимости разработки сплавов, стойких к КР. Возможна следующая последовательность стадий, приводящая к разрушению полностью защищенной детали (рис. 143). Механическое разрушение может вызвать потерю защиты анодного слоя, грунта и верхнего покрытия, таким образом среда достигает нагартованного дробеструйной обработкой слоя. В соответствующих условиях питтинговая коррозия может привести к сквозному в нагартованном слое поражению, способствующему зарождению КР в нестойком материале в присутствии растягивающих напряжений. Следует остановиться на требованиях в инструкциях воздушных сил США, согласно которым штамповки и прессованные алюминиевые материалы, применяемые в авиации в коррозионных средах, необходимо подвергать предварительно испытаниям в течение 2000 ч при переменном погружении без защиты в коррозионную среду. Окончательная механическая обработка должна гарантировать отсутствие высоких остаточных поверхностных напряжений растяжения [252 а]. Лучшим путем исключения требований, связанных с проведением таких испытаний, является применение стойких к КР материалов. [c.310]

Особенно вредно влияние коррозии при одновременном воздействии на детали переменных нагружений (коррозионная усталость). Установлено, что при этих условиях разрушение их может происходить при напряжениях, значительно меньших предела усталости. Н а рис. 15 показана лопатка компрессора, на которой трещина [c.26]

По условиям протекания коррозионного процесса разли чают атмосферную коррозию, протекающую под действием атмосферных, а также влажных газов, газовую, обусловленную взаимодействием металла с различными газами — кислородом, хлором и т, д. — при высоких температурах, коррозию в электролитах, в большинстве случаев протекающую в водных растворах и в зависимости от их состава подразделяющуюся на кислотную, щелочную и солевую. При контакте металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите, возникает контактная коррозия, а при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений — коррозия под напряжением. Понижение предела усталости металла, возникающее при одновременном воздействии переменных растягивающих напряжений и коррозионной среды, называют коррозионной усталостью. Кроме того, различают еще коррозионное растрескивание металла,, возникающее при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических растягивающих напряжений. Этот вид разрушений характеризуется образованием транскристаллитных или межкристал-литных трещин. Под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов возникает также биокоррозия. Разрушение металла от коррозии при одновременном ударном действии внешней среды называют кавитационной эрозией. Без участия коррозионного воздействия среды эрозия протекает как процесс только механического износа металла. Многие из перечисленных условий возникновения и развития коррозионных процессов встречаются и в пароводяных трактах ТЭС. [c.26]

Окраска оксидных покрытий, полученных в процессе их обработки переменным током в растворах некоторых минеральных солей, характеризуется наибольшей светопрочностью и стойкостью против коррозии. Несколько более сложная и трудоемкая технология ее выполнения явилась причиной того, что указанный способ окрашивания применяют главным образом для крупногабаритных деталей строительных конструкций, предназначенных для многолетней эксплуатации в условиях открытой атмосферы. Для электролитического окрашивания предложено довольно много растворов, но практическое применение находят преимущественно те из них, которые содержат сульфат меди, никеля, кобальта, олова, перманганат калия. Исследования показывают, что в катодный полупериод происходит восстановление ионов металлов, а иона МпО — до диоксида марганца, которые осаждаются на дне пор пленки. Получаемая при этом окраска определяется преимущественно количеством металла или его соединений в порах. На скорость осаждения влияют напряжение на ванне, кислотность электролита. Изменяя электрический режим процесса, в одном и том же электролите можно изменять окраску пленки. [c.248]

Установлено, что предел выносливости среднеуглеродис1 ой стали в нормализованном состоянии снижается в увлажненной атмосфере без содержания сернистого газа на 12 / и с примесью сернистого газа (0,27 /ц) на 19 /д. Эти результаты показывают, что при расчете дегалей машин, работающих в условиях переменных напряжений и атмосферной корразии, также необходимо учитыват). снижение предела выносливости, вызываемое коррозией. [c.26]

Многие детали машин подвергаются одновременному действию переменных напряжений и коррозионной среды, что весьма сильно понижает кривую Вёлера и изменяет ее характер металл не имеет предела усталости, так как кривая коррозионной усталости металла все время снижается (кривая 2 на рис. 233). Такой ход кривой обусловлен тем, что если бы переменные напряжения отсутствовали совсем, образец через какое-то время все равно разрушился бы от коррозии. В качестве условного предела коррозионной усталости (выносливости) металла принимают максимальное механическое напряжение, при котором еще не происходит разрушение металла после одновременного воздействия установленного числа циклов N (чаще всего N 10 ) переменной нагрузки и заданных коррозионных условий. [c.336]

Вес1.ма большое количество деталей машин и металлических сооружений в условиях эксплуатации подвергается одновременному воздействию переменных напряжений и коррозии, г. е. работает в условиях коррозионной усталости. [c.170]

Металл, подверженный переменным напряжениям П1 1И коррозии, не имеет предела выносливосги. В этом случае кривая усталости по мере увеличения числа циклов пе становится горизонтальной, а непрерывно понижается, приближаясь к оси абсцисс. Для условий коррозионной усталости можно говорить о пределе коррозионной выносливосги как о напряжении, при котором еще не происходит разрушения металла после одновременного воздействия установленного чис ш циклов переменной нагрузки и заданных коррозионных условий. [c.170]

Как правило, оцинковаиные трубопроводы малых диаметров ( /г— Л") соединяются иа резьбе, а б льших диаметров (1—2Чг") — сваркой. Оба способа соединения могут привести к возникновению очагов коррозии в месте стыка труб. Соединения на резьбе часто нарушаются при работе на горячей воде и в условиях переменных давлений. Этому способствует недопустимо глубокое нарезание резьбы, а также возникновение дополнительных напряжений, усиливающих коррозию труб под резьбой с внутренней стороны. [c.42]

ВИЯХ коррозии, практи- чески неизбежен, так как ясно, что если коррозия продолжается достаточ- но долго, даже в отсут-ствие напряжения, образец потеряет всю свою прочность. Однако серьезное значение коррозионной усталости объясняется тем, что разрушения, вызываемые одновременным действием переменных напряжений я коррозионных процессов, в значительной степени превышают сумму разрушений, получающихся при раздельном действии этих двух факторов разрушения. Очень важно отметить,— пишет Гаф —что раздельные эффекты коррозии и усталости не могут быть просто суммированы. При обычном типе коррозионного испытания образец может подвергаться напряжениям, но условия в этом случае полностью статические. Опытным путем установлено, что присутствие продуктов коррозии вызывает замедление коррозионного раз- [c.589]

Трещины в рельсах (рис. 19) часто возникают от имеющихся в подошве и болтовых отверстиях коррозионных повреждений, являющихся концентраторами напряжений, способствующих в условиях переменных нагрузок и коррозионного. воздействия атмосферы развитию трещин усталости. Наряду с коррозионно-ус-талостными повреждениями — изломами и трещинами — рельсы в условиях коррозии подвергаются более интенсивному износу. [c.72]

По первой теории — преимущественное протекание коррозии в определенных зонах металла связывается с потенциальной энергией, а по второй — с кинетической энергией. Чтобы разобраться в этих вопросах, Уитвам провел исследование на двух сериях образцов. Одна серия была подвергнута последовательно двум испытаниям сначала на усталость в отсутствие коррозионной среды, а затем в условиях воздействия коррозионной среды. Вторая серия образцов подвергалась испытанию только в условиях воздействия коррозионной среды, минуя первую стадию (усталость без коррозионного воздействия). Если бы основной причиной являлось наличие неупорядоченной структуры в металле, то у первой серии образцов потребовалось бы значительно меньшее время до разрушения, чем у образцов второй серии. В действительности же существенного различия не было обнаружено и можно было сделать вывод, что сокращение времени до разрушения имеет место в том случае, когда химическое воздействие происходит одновременно с действием переменного напряжения [8]. [c.649]

Явление коррозионной усталости обнаружил во время первой мировой войны Хэй, пытаясь дать объяснение частым случаям выхода из строя буксирных тросов подводных тралов, которые, находясь в морской воде, непрерывно подвергались вибрации [11 ]. Между 1926 и 1930 гг. (время от времени и после этого) Мак-Адам на Военно-морской инженерной экспериментальной станции Соединенных Штатов Америки провел серию исследований по этому вопросу хороший обзор этих исследований составили Гоу и Дорей [12]. Работы Мак-Адама показали опасность применения некоторых легированных сталей взамен углеродистых в условиях воздействия переменных напряжений, если нет уверенности, что эти стали надежно защищены от коррозии. Хорошо известно, что введением легирующих добавок можно добиться большого увеличения прочности легирование также значительно улучшает сопротивление усталости в отсутствие коррозионной среды, однако в отношении коррозионной усталости большинство легированных сталей ведет себя не лучше, а иногда даже хуже, чем малоуглеродистая сталь. [c.651]

Дата и время разрушения стадия технологической операции, когда произошло разрушение температура и влажность окружающей среды степень и последствия разрушения вид, назначение и размеры ТП наличие на нем заводской или монтажной маркировки срок службы к моменту разрушения состояние поврежденного ТП расстояние, на которое отброшены куски металла, и размер зоны теплового воздействия при воспламенении рабочего продукта размещение примыкающих деталей и фотодокументация места повреждения [162]. Химсостав, термообработка и механические свойства материала ТП технология его сооружения, сварка, термообработка и контроль качества в процессе монтажных работ. Состав, давление, температура, скорость и влажность коррозионной сре лдл. Постоянные и переменные напряжения, частота их изменения, вид напряженного состояния, ориентация главных нормальных напряжений. Планируемые условия эксплуатации и отклонения от них в процессе работы и непосредственно перед повреждением ТП, акты освидетельствований и сведения о ремонтах. При этом учитывается информация монтажной и технологической документации, обслуживающего объект персонала и информация о прежних подобных повреждениях. В процессе анализа проводят контрольную проверку каждого наблюдения относительно истории повреждения ТП и отмечают все противоречия, так как часто именно они позволяют найти главную причину повреждения. Большая часть повреждений вызывается более чем одним фактором, хотя один фактор может преобладать над другими, отсутствие определенных факторов часто играет такую же важную роль, как и присутствие этих факторов. При определении главных факторов и оценке их значимости исследователь должен полагаться на знания и опыт, имеющиеся у него и у других спе- циалистов, и установить главную причину или основные причины разрушения ТП коррозия (СР, ВР и другие виды согласно ГОСТ 9.908 — 85), усталость, водородное охрупчива- [c.311]

Измерителем скорости коррозии Р-5035 измеряют сопротивление поляризации двухэлектродного датчика на постоянном токе с одновременной компенсацией сопротивления раствора на переменном токе и начальной э. д. с. на постоянном токе. Диапазон измерения сопротивления поляризации от 5 до 50 000 Ом, диапазон компенсации сопротивления раствора от О до 2000 Ом и начальной э. д. с.— 0 30 мВ. Поляризационное напряжение не более 10 мВ. Прибор выпускают без датчика, но с приложением различных схем выполнения датчика в зависимости от условий его эксплуатации. При подклю - ени г датчика с рабочей поверхностью 2 см можно определять скорость коррозии [c.93]

Ввиду высокой коррозионной стойкости алюминия и его сплавов в условиях агрессивных сред, характерных для нефтедобывающей промышленности, перспективно их использование в качестве конструкционного материала для изготовления буровых, насосно-компрессорных труб и деталей газопромыслового оборудования. Известно, что алюминий и его сплавы подвергаются коррозионному разрушению в результате общего растворения, питтинга, межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением, расслаивающей коррозии. Вид коррозионного разрушения определяется составом алюминиевого сплава, зависит от состава коррозионной среды и условий эксплуатации. Так, при использовании бурильных труб из алюминиевых сплавов возможно развитие контактной коррозии за счет соединения их с остальными замками. В зазорах резьбовых соединений происходят процессы щелевой коррозии, а при нагружении таких соединений переменными нагрузками возникают процессы фрет-тинг-коррозии. Значительное влияние на характер коррозионного разрушения оказывает pH коррозионно-активной среды. Практика эксплуатации алюминиевых труб показывает, что с увеличением pH от 1 до 13 меняется характер коррозионного поражения равномерная коррозия — в сильнощелочной, щелевая — в сильно кислой областях, питтинговая — при pH = 3-11. [c.24]

В случае переменной по знаку нагрузки металл особенно быстро разрушается от коррозии (коррозионная усталость). Причиной быстрого разр5гшения металла в этих условиях является нарушение предохраняющей от коррозии поверхностной пленки окислов под влиянием переменной по знаку нагрузки. Напряженный металл имеет, как правило, более отрицательный потенциал, чем ненапряженный. [c.178]

Окисление металлов кислородом воздуха особенно заметно в условиях высокотемпературной нефтепереработки. При высоких температурах скорость взаимодействия газа с металлом велика, поэтому там, где может возникнуть эта проблема, необходимо особенно тщательно подбирать металл для конструкций. Скиннер, Мейзон и Моран [10] описывают сопротивление различных сплавов этому виду коррозии и отмечают, что сопротивляемость Ре—N1—Сг-сплавов зависит в основном от содержания хрома, Однако при переменных температурах для коррозионного сопротивления более важным становится присутствие других компонентов сплава. Так, увеличение содержания никеля действует благоприятно, так как он уменьшает различие в термическом расширении между окислом и металлом и соответственно уменьшает напряжения иа границе раздела металл — окалина [41]. Кремний и алюминий заметно увеличивают сопротивляемость окислению. Имеются подробные рекомендации для соответствующего выбора сплава. [c.262]

Ранее мы рассмотрели зависимость глубины коррозии цилиндрических (трубчатых) образцов с постоянной толщиной стенки 6,5 мм, внутренними диаметрами 5, 8, 10 и 14 мм от максимальных растягивающих тангенциальных напряжений. В это]и случае распределение концентрации диффундирующей агрессивной среды по толщине стенки примерно одинаково и глубина коррозии изменяется в зависимости от изменения величины напряжений в стенках образца переменного сечения. Это изменение носит линейный характер и зависит от величины давления среды (см. рис. 17). Эмпирическое уравнение, связывающее величину глубины коррозии с расчетными данными тангенциального напряжения в стенке образца переменного сечения и постоянной толщиной, имеет следующий вид 1 к = К <з, где К — постоянная, зависящая от условии опыта, марки материала и других факторов. Таким образом, увеличение толгцины стенки трубчатых образцов и возникающие в иих тангенциальные )астяги-вающие напряжения ускоряют процесс коррозии материала в водяном паре. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология