Методы исследования коррозионного растрескивания металлов

В руководстве даны 34 работы, экспериментально иллюстрирующие такие важные разделы курса, как газовая коррозия и жаростойкость металлов, механизм процессов электрохимической коррозии (электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность, поляризация и деполяризация, явление пассивности), наиболее интересные и важные случаи электрохимической коррозии (контактная коррозия, устойчивость в кислотах, подземная и атмосферная коррозия, межкристаллитная и точечная коррозия, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость), различные методы защиты металлов от коррозии (защитные покрытия, электрохимическая защита, применение замедлителей). Во введении авторы сочли необходимым более детально остановиться на принятых современных методах обработки и оформления результатов экспериментальных исследований (ведение отчета, оценка точности измерений и основные приемы графического анализа опытных данных). При недостаточном бюджете времени или других затруднениях требование оценки точности измерений может быть опущено. Здесь также кратко указаны сведения о работе с некоторыми наиболее часто встречающимися приборами и аппаратами коррозионной лаборатории, а также сведения о мерах безопасности при проведении лабораторных работ. В приложении собрано минимальное количество справочных данных, необходимых при выполнении работ коррозионного практикума. [c.7]

Такие вопросы теории и механизма электрохимической коррозии, как равновесные и стационарные электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность поверхности металла, кинетика катодного и анодного процесса, работа коррозионного элемента и пассивность рассмотрены в работах № 4—11. Особенности коррозии металлов в различных условиях службы, например кислотостойкость, подземная коррозия металлов, межкристаллитная и точечная коррозия сталей, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость, иллюстрируются работами № 12—19. Современные методы коррозионных исследований даны в работе № 20, а также в работах № 5, 12, 14—19 при выполнении частных задач. [c.51]

Помимо описанных методов исследования коррозионного растрескивания металлов, Никифоровой [29] был предложен ускоренный метод определения устойчивости стали к коррозионному растрескиванию в жидких средах. [c.86]

В ней освещены механизм, общая теория и методы исследования коррозионного растрескивания металлов. [c.2]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.67]

Серия Коррозия и защита от коррозии . Том 6 Механизм растворения металлов в активном состоянии в кислых растворах. Коррозия в жидких металлах. Титановые сплавы повышенной коррозийной стойкости. Роль неметаллических включений в коррозийном поведении металлов. Том 7 Спектроскопические методы исследования поверхностных слоев на металлах. Исследование явлений пассивности металлов методом фотоэлектрической поляризации. Коррозионное растрескивание высокопрочных сплавов. Ингибиторы коррозии для систем охлаждения. Летучие ингибиторы коррозии. [c.85]

Склонность стали к коррозионному растрескиванию может быть оценена по электрохимическим характеристикам напряженного и ненапряженного металла, а также путем физических исследований и прямых коррозионных испытаний. К физическим методам контроля относятся акустический и ультразвуковой методы, рентгеноструктурный анализ, оценка электросопротивления материала, магнитометрические методы. Общим во всех этих методах является то, что в их основу положен поиск поверхностной трещины, причина возникновения которой может быть как следствием коррози- [c.118]

Выбор методов при исследовании коррозионного растрескивания металлов определяется главным образом целью испытаний [П4] [c.69]

При исследовании коррозионного растрескивания металлов методом определения относительного изменения пределов прочности сравнивают пределы прочности одинаковых образцов, подвергнутых разной обработке [112], [135]. [c.85]

Все методы контроля стойкости металлов против коррозионного растрескивания можно разделить на три группы в зависимости от условий задания напряжений, возникающих в образце при испытаниях. Это испытания при постоянной общей деформации, постоянной нагрузке и постоянной скорости деформации. В первом случае происходит имитация напряжений, возникающих в конструкции при изготовлении или под воздействием монтажных или эксплуатационных дефектов — т. е. остаточных напряжений. Так как коррозионное растрескивание большинства деталей оборудования различного назначения связано именно с остаточными напряжениями в конструкции, то такие испытания можно считать наиболее реалистичными. Испытания при постоянной нагрузке имитируют разрушения под действием рабочих нагрузок в оборудовании, например в условиях внутреннего (рабочего) давления в сосуде или трубопроводе. Анализ повреждений при постоянной скорости деформации относится к гругше методов, не имеющих непосредственного производственного значения, так как вероятность стресс-коррозионного разрушения материала при таком виде нагружения конструкции мала. Однако эта группа методов позволяет глубже понять процессы, происходящие в материале при коррозионном растрескивании, и незаменима при лабораторных исследованиях. [c.118]

Вопросу оценки различных методов в создании напряжений на коррозионное растрескивание металлов посвящено лишь одно исследование, в котором изучалось влияние этих факторов на скорость коррозионного растрескивания магниевых сплавов в атмосферных условиях [121]. Было установлено (фиг. 31), что с помощью груза или пружины получаются близкие кривые кор-розионного растрескивания эксцентричное нагружение смещает эту кривую в сторону более высоких напряжений. [c.79]

Использование ингибиторов по сравнению с другими методами защиты от коррозионного разрушения имеет ряд преимуществ не требуется изменения существующих технологических процессов, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда, сокращаются простои оборудования, возможна замена дефицитных, дорогостоящих сталей (например, нержавеющих) обычными углеродистыми. Проведенные в последнее время исследования показали, что, защищая металл от коррозии, ингибиторы одновременно могут сохранять, а в некоторых случаях и существенно повышать механические характеристики металлов и сплавов (прочность, пластичность), подавлять коррозионное растрескивание, повышать усталостную прочность сталей и т. п. В ряде случаев применение ингибиторов позволило улучшить технологические параметры некоторых процессов (теплопередачу, гидродинамические условия потоков и т. п.), интенсифицировать процесс, повысить качество продукции и получить значительный экономический эффект. [c.7]

Испытания при постоянной нагрузке также имеют ряд недостатков. При их проведении следует учитывать тот факт, что по мере зарождения и развития коррозионной трещины живое сечение металла в образце уменьщается, а напряжения в процессе испытаний возрастают. Следует иметь в виду, что в ряде случаев при таком методе испытаний причина разрушения образца может быть иная, не связанная с коррозионным растрескиванием. Поэтому на разрушенных образцах факт коррозионного растрескивания следует подтверждать дополнительными методами контроля, например металлографическими исследованиями разрушенных образцов. [c.120]

Экспериментальная методика изучения коррозионного растрескивания включает а) изготовление из сплава и-образных образцов и погружение их в среду при этом быстром и простом методе неизвестны величины напряжений в каждом из образцов ф использование образцов для испытаний на растяжение, заключенных в сосуды с донными жидкостными уплотнениями в) оценку времени до разрушения, которую можно автоматизировать. Этот метод легко приспособить для дополнительных электрохимических исследований. Применяются также другие обычные методы исследований металлов, например металлография с помощью оптического и электронного микроскопов. [c.174]

Во многих ситуациях снаряды-дефектоскопы успешно обнаруживают изменение геометрии ТП и потерю металла из-за коррозии. Однако нет экономически эффективных дефектоскопов-снарядов для обнаружения трещиноподобных дефектов в осевом направлении, таких, как коррозионное растрескивание и трещины в сварных швах. Для выявления и оценки КР трубопровода используются три типа ультразвуковых преобразователя пьезоэлектрический, электромагнитный акустический и преобразователь, связанный с лазером. Наиболее широко используется пьезоэлектрический преобразователь. Обычно для того, чтобы направить ультразвук в тело трубы, между преобразователем и стенкой трубы, помещают жидкий соединитель, связующее вещество. Эта жидкость помогает передавать ультразвуковые волны туда и обратно. В ТП, транспортирующих жидкости, вся ультразвуковая система погружается в жидкую среду. В газопроводах ультразвуковую систему помещают в капсулу жидкости внутри трубы или преобразователи устанавливают внутри заполненного жидкостью колеса или шины, через которые ультразвуковая система соединяется со стенкой трубы. Применение колеса или шины более предпочтительно для ТП, потому что в этом случае ТП не загрязняется жидкостью. Использование электромагнитного акустического преобразователя также позволяет избежать введения жидкости в ТП. В этой системе используется электромагнит или постоянный магнит для создания магнитного поля в стальной трубе. Затем близко к внутренней поверхности трубы помещается высокочастотный преобразователь и на него подается энергия. На поверхности трубы возникают токи Фуко, они взаимодействуют с магнитным полем, создавая ультразвуковые волны. Целесообразность применений третьего преобразователя находится еще в стадии экспериментальных исследований. Этот метод предусматривает использование пульсирующего лазерного луча для создания [c.282]

Механизм. Механизм коррозионного растрескивания в водных средах не известен. С помощью кинетического механизма переноса массы [19] предприняты попытки объяснить причину необыкновенного явления — появления высокой концентрации ионов С1-в вершине трещины, которая приводит к образованию слоя (или слоев) хлорида титана. Это способствует зарождению трещины в решетке сплава, находящейся под действием растягивающей составляющей объемных напряжений. Водородное охрупчивание [20] связано с разрядом водорода на поверхностях в вершине трещины, свободных от пленки или покрытых очень тонкой окисной пленкой. Внедрение водорода в деформируемые объемы металла впереди развивающейся трещины приводит к водородному охрупчиванию пластически деформируемых при малых скоростях участков металла. Последовательно снижение пластичности повторяется от зерна к зерну по мере развития трещины. Неравномерный характер распространения трещины обнаружен методом акустической эмиссии [21] и фрактографи-ческими исследованиями [22]. Поскольку подвижность водорода много меньше, чем наблюдаемые скорости растрескивания, было предположено, что при зарождении трещины в областях, охрупченных за счет абсорбированного водорода, трещина может развиваться вне этих областей за счет механических факторов на определенную глубину. В соответствии с этим положением находятся обычные наблюдения, заключающиеся в том, что самые высокие скорости растрескивания соответствуют самым прочным и хрупким сплавам. [c.275]

Суммируя результаты исследований, проведенных с разными металлами при применении различных методов эксперимента, можно установить, что влияние поляризации на коррозионное растрескивание проявляется при межкристаллитном и внутри-кристаллитном характере коррозионных трещин, при разных способах создания напряжений и в различных коррозионных средах. [c.21]

Методы защиты металлов от коррозионного растрескивания в настоящее время существенно развиваются большие надежды подают первые опыты по применению ингибиторов коррозии для защиты от растрескивания черных и цветных металлов заканчиваются количественные исследования влияния поляризации на скорость коррозионного растрескивания наиболее характерных металлов, эти исследования представят возможность более точно выбирать защитные плотности катодного тока и избегать опасные анодные контакты напряженного металла с [c.169]

Коррозионное растрескивание представляет собой сложный процесс разрущения металлов, наблюдаемый в условиях одновременного воздействля на них электрохимической или химической коррозии и статических растягивающих напряжений [125]. Подавляющее число случаев растрескивания в практике является следствием воздействия на металлы напряжений и электрохимической коррозии. Поэтому ниже рассматриваются главным образом методы изучения устойчивости металла к этому виду разрущения. Выбор методов при исследованиях коррозионного растрескивания металлов определяется целью испытания, например [126, 127] [c.105]

Б о б ы л е в А. В. Исследование коррозионного растрескивания латуни. — Коррозия металлов и методы борьбы с нею. Доклады на научно-техн. совещании по коррозии металлов в напряженном состоянии. Под общ. ред. С. Г. Веденина и И. А. Левина. М., Оборонгиз, 1955, с. 185—210. (Всесоюзн. совет научн. инж.-техн. обществ — ВСНИТО). [c.466]

Изготовление образцов должно быть стандартизовано. Следует контролировать содержание кислорода, температуру среды и скорость ее движения. Успешно применяются статистические методы,, но при условии глубокого понимания предмета исследования. Например, при исследованиях питтинга, если вероятность возникновения поражений низка, то с помощью малых образцов нельзя надежно установить наличие поражений. Если металл должен применяться в виде больших листов, то одно-единственное точечное поражение может стать причиной сквозной перфорации, тогда как предложенная выше методика испытаний указала бы на стойкость металла. При испытаниях на коррозионное растрескивание и-образных образцов часто получают результаты, отличающиеся от соответствующих результатов испытаний образцов, подвергавшихся однор( ному растяжению, так как в последних создавались возрастающие напряжения. Различия во времени до разрушения могут дата совершено искаженную информацию о склонности к коррозионному растрескиванию, если, например, толщина окисной пленки неодинакова на всех образцах, поскольку для разрушения окисной пленки может потребоваться значительно более длительное время, чем для развития трещины. Небольшие отличия pH в средах для испытаний могут вызвать ошибочные результаты, так как окисная пленка может удаляться с самыми различными скоростями при изменениях pH в узких пределах. [c.206]

Микроскопическое исследование. Дальнейшим развитием ви- зуального метода исследования коррозии металлов является микроскопическое исследование. Так же как и в предыдущих случаях, микроскопическое исследование можно проводить после и во время проведения коррозионных испытаний. Микроскопическое исследование позволяет прежде всего подробно изучать избирательный и локальный характер коррозии межкристаллитную коррозию, межкристаллитное и внутрикристаллитное коррозионное растрескивание и корроз1ионную усталость, структурную и экстрагивную коррозию. Микроскопическое наблюдение коррозионных процессов во времени позволяет получить ценные данные о начале и характере развития коррозионных разрушений. Для наблюдения коррозионного процесса под микроскопом [1] поверхность образца — в виде шлифа или подготовленную другим способом — помещают в ванночку так, чтобы рабочая поверхность была повернута к объективу микроскопа. После чего ее наводят на фокус, наливают заранее отмеренное количество коррозионной среды и начинают наблюдеиие. Микроскопические наблюдения можно производить одновременно с электрохимическими, о чем более подробно сказано ниже в гл.ЛУ- [c.17]

Влияние величины напряжений на растрескивание. Исследованиями по влиянию величины напряжений и выявлению компонента напряжений, определяющего растрескивание и траекторию трещины, установлено, что коррозионные трещины вызываются растягивающими компонентами напряжений независимо от метода нагружения. Для всех металлов время до растрескивания непрерывно уменьшается по мере роста напряжений (см. рис. 34, а). Увеличение напряжений (как авн, так и. Особ) способствует ослаблению и нарушению защитных пленок вызывает увеличение концентрации упругопластических деформаций в микротрещинах и-в вершине развивающейся трещины и интенсифицирует протекание механических и, связанных с концентрацией деформации, коррозионных и сорбционных процессов. Интенсификация всех сопряженных процессов при увеличении напряжений приводит в конечном счете к ускорению коррозионного растрескивания. Вместе с тем на кривых коррозионного растрескивания о—/ в большинстве случаев обнаруживается порог минимальных напряжений-(Тгюр, ниже которых растрескивание не наступает в течение длительного времени или не происходит вовсе. Величина пороговых напряжений зависит от конкретных условий свойств материала,, напряженного состояния, коррозионной среды. Порог минималь- [c.115]

Выбор конструкционных материалов. Этот вопрос является как бы ядром в процессе упаривания, поскольку материал должен работать в условиях высокой коррозионной активности и температурных напряжений. Наиболее жесткие условия складываются для процесса упаривания стоков ЭЛОУ под давлением В теплотехническом отношении процесс упаривания под давлением при температурах до 200°С по сравнению с вакуумным методом имеет ряд достоинств он сокращает металлоемкость, существенно снижает затраты тепла и электроэнергии. Однако, с другой стороны, при высоких температурах и давлениях возрастают коррозионные явления и температурная депрессия, снижается растворимость сульфата кальция и др. С повышением температуры коррозионная активность солей начинает резко возрастать. Так, присуто вующие в стоках ЭЛОУ хлориды магния и кальция начинают при температуре выше 100°С гидролизоваться с выделением соляной кислоты. При этом соляная кислота осуществляет две функции первую - растворяет карбонаты, бикарбонаты, гидроокиси металлов вторую - корродирует конструкционные материалы, из которых выполнена установка. Исследования, проведенные при температуре 200°С, давлении 20 ат, рН=5 в растворах солей, содержащих до 20% хлорида натрия, показали, что наибольшую коррозионную стойкость (общая коррозия и коррозионное растрескивание под напряжением) показала сталь 08Н2Н6М2Т (ЭП-54). Эту сталь можно использовать для изготовления основного технологического оборудования теплообменников, змеевиков печей, насосов, испарителей, арматуры. На рис,10-12 приведены технологические схемы упаривания [c.48]

Из отдельных исследований, посвященных влиянию поверхностноактивных элементов ко р розионной среды на коррозионное растрескива-нне металлов, можно отметить ис-следо ван ие Скорчелетти н Титовой [55], в котором прямым методом изучалось влияние добавки пропио-новой кислоты на скорость коррозионного растрескивания латуни при неполном погружении в растворе аммиака и исследование Смя-ловского и Островской [53], в котором изучалось тормозящее действие кислот жирного ряда на коррозионное растрескивание стали. [c.165]