Растрескивание под действием напряжения и температура

При нагреве со стороны рабочей поверхности футеровки стен и свода печей в изделиях возникает градиент температур, вследствие чего рабочий слой футеровки расширяется более сильно, чем слой за ним. Рабочий слой, в котором происходит максимальное расширение, разрушается под действием возникающего напряжения, поскольку он воспринимает максимальное давление, превышающее предел его прочности при сжатии. Причинами такого растрескивания изделий в основном являются высокий коэффициент термического расширения изделий, большие усилия, воспринимаемые футеровкой свода, и резкое изменение градиента температур при быстром нагреве. Поэтому для предотвращения скалывания необходимо использование изделий с небольшим коэффициентом термического расширения и осуществление постепенного повышения температуры футеровки. [c.107]

Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен, подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50 °С для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч. [c.34]

Пятая отличительная особенность растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды состоит в том, что оно является чисто физическим процессом, при котором не происходит никаких химических изменений в полимере, т. е. отличается от окислительного или электромеханического растрескивания напряженных полимеров, сопровождающегося их химическим разрушением. Далее, растрескивание при одновременном действии напряжения и окружающей среды не связано ни с набуханием, ни с другим, подобным ему механическим ослаблением материала. В связи с этим имеется некоторое различие между растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ и разрушением под действием растворителей, подобных бензолу или толуолу. Последний при соответствующем нагревании растворяет многие полиэтилены, а при комнатной температуре полимеры с большим молекулярным весом могут ограниченно набухать в нем > Такое набухание приводит к уменьшению прочности изделий, по крайней мере, в поверхностных слоях , возможно происходящему из-за влияния на рассматриваемый процесс когезионного взаимодействия между макромолекулами . Конечно, в этих условиях материал легко разрывается под напряжением. Так как физическая природа полимера при действии растворителя изменяется, такой тип разрушения отличается от разрушения напряженного материала под влиянием поверхностноактивного вещества или спирта, которые на ненапряженный полимер практически не действуют. Полярные жидкости (такие, как спирты) не только не вызывают набухания полиэтилена, но и осаждают его из растворов даже при повышенных температурах. Это и вынуждает различать растрескивание под действием растворителей и растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностноактивных веществ . [c.335]

Примером коррозионного растрескивания под напряжением может служить каустическая хрупкость стали в щелочных растворах. Опыт показал, что для возникновения каустической хрупкости необходимо совместное действие концентрированных щелочных растворов при повышенной температуре и высоких внутренних растягивающих напряжений. На рис. 52 показана область склонности углеродистой и малоуглеродистой сталей к рас- [c.89]

Существуют три вида хрупкого разрушения полиэтилена растрескивание под влиянием окружающей среды, термическое растрескивание и усталостное разрушение. Растрескивание под влиянием окружающей среды связано с химическим разрушением полимерного материала термическое растрескивание вызывается повышением температуры, а усталостное разрушение возникает в результате переменных напряжений или деформаций. Чтобы под влиянием окружающей среды произошло растрескивание, необходимо наличие трех совместно действующих факторов микротрещин на поверхности материала, активно воздействующих агентов и напряжений. Разрушение материала происходит в том случае, когда суммарные напряжения, вызывающие образование трещин, превышают когезионную прочность. В этом случае трещины прорастают по местам наименьшего сопротивления. Возможно это происходит по границам кристаллитных областей. [c.187]

Чистый алюминий мягок и непрочен. Легируют его в основном для повышения прочности. Для того чтобы можно было воспользоваться высокой коррозионной стойкостью чистого алюминия, высокопрочные сплавы покрывают слоем чистого алюминия или более коррозионностойкого сплава (например, сплава Мп—А1 с 1 % Мп), который более электроотрицателен в ряду напряжений, чем основной металл. Наружный слой называют плакирующим, а сам двухслойный металл — алькледом. Плакирующий металл катодно защищает основу, выполняя функцию протекторного покрытия. Его действие аналогично действию цинкового покрытия на стали. Помимо катодной защиты от питтинга покрытие из менее благородного металла защищает также от межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Это особенно важно, когда основной высокопрочный сплав приобретает склонность к этим видам коррозии в процессе производства или при случайном нагреве до высокой температуры. [c.342]

Действие на ПЭВД органических жидкостей в значительной степени зависит от температуры. При комнатной температуре ПЭВД в течение длительного времени не растворяется в большом числе органических растворителей. Происходит диффузия и постепенное набухание. Имеется большой экспериментальный материал по этол вопросу. В приложении V приводятся данные по действию на ПЭВД как органических соединений, так и неорганических веществ при комнатной и при повышенной температуре. Эти данные позволяют судить как о характере, так и об интенсивности воздействия и влиянии на это воздействие повышенной температуры. Степень набухания ПЭВД в различных органических жидкостях различна и увеличивается с повышением температуры. При температуре приблизительно 60 °С ПЭВД растворим в ряде растворителей, в первую очередь в галогенуглеводородах, производных алифатических и ароматических углеводородов. Действие ПАВ на ПЭВД используется для испытания полимера на стойкость к растрескиванию под напряжением. На стойкость к растрескиванию влияют молекулярно-массовые характеристики полимера. Так, с увеличением молекулярной массы, а также с сужением ММР стойкость ПЭВД к растрескиванию падает. Присутствие низкомолекулярных фракций, наоборот, способствует росту этого показателя. [c.163]

Трещины коррозионного растрескивания коррозионно-усталостные трещины хрупкое разрушение в результате радиационного охрупчивания, старения под действием напряжения и температуры [c.31]

При контактней односторонней сушке перемещение влаги к поверхности определяется градиентом (разностью) температур. При сушке пористых влажных материалов в радиационной или инфракрасной сушилке под действием перепада температур первый момент происходит перемещение влаги внутрь материала в направлении теплового потока. Через некоторое время в центральных слоях материала устанавливается большая влажность,, чем на поверхности, создается перепад влажности, под действием которого влага начинает перемещаться в обратном направлении от центра к поверхности. Значительные перепады влажности приводят к механическим напряжениям в материале, т. е. к растрескиванию. Поэтому терморадиационная сушка для капиллярно-пористых материалов не рекомендуется ее рекомендуется сочетать с другими способами подвода тепла. Применение токов высокой частоты для сушки позволило получить постоянный температурный перепад внутри материала и быстро сушить материал большой толщины. [c.186]

Таким образом, при одновременном действии механических напряжений и жидких сред характер и механизм разрушения материала может не только количественно, но и качественно отличаться от разрушения в агрессивных средах в отсутствие напряженного состояния. Такие эффекты, как коррозионное растрескивание металлов, охрупчивание стекла, озонное растрескивание резин, появление хрупкого растрескивания при повышенных температурах у ПЭ в растворах поверхностно-акти-вных веществ возникают при одновременном воздействии механических напряжений и среды. [c.121]

Значительное увеличение температуры может двояко влиять на разрушение полимеров. С одной стороны, повышенная температура может облегчить перемещение дефектов внутри кристаллических образований, способствуя более быстрому распространению трещин с другой стороны, возросшая молекулярная подвижность может облегчить и ускорить релаксацию напряжения или пластическое течение, не сопровождающееся разрушением. На суммарный эффект может сильно влиять метод испытания. Стойкость к растрескиванию различна в случае, если напряжения в образце создаются постоянной внешней нагрузкой или в результате приложения постоянной деформации. При повышении температуры стойкость к растрескиванию уменьшается до тех пор, пока не будет достигнута температура плавления наиболее низкоплавкой фракции. Выше этой точки влияние температуры неопределенно, так как скорость релаксационных процессов резко возрастает и приводит к снижению эффекта действия напряжений. Поэтому считают нецелесообразным при сравнении сопротивляемости разрушению разных полимеров ускорять испытание путем чрезмерного повышения температуры. [c.144]

Температура Растрескивание под действием напряжений [c.363]

Подготовка к испытаниям проводилась следующим образом. Образец находился в теченне 30 мин в дистиллированной воде при 100 С, затем он охлаждался до 23 °С и выдерживался при этой температуре 24 ч. Все остальные условия кондиционирования соблюдались согласно Временному методу испытаний этиленовых пластиков на растрескивание при одновременном действии напряжения и внешней среды . Ниже приведена стойкость к растрескиванию fso образцов в зависимости от способа охлаждения их от 100 до 23 °С [c.343]

Напряженное состояние, ответственное за разрушение, часто является результирующим внешних и внутренних напряжений (внутренние напряжения могут возникать при формовании или шприцевании изделий из-за различия скоростей охлаждения смежных участков материала, присутствия включений и по другим причинам ). В одном случае замороженные внутренние напряжения могут увеличивать напряжения, вызываемые внешней нагрузкой, в другом —они могут взаимно ослабляться. В некоторых случаях, особенно у полимеров с резко выраженной кристаллической структурой, могут возникать внутренние напряжения такой величины, что материал будет разрушаться даже в отсутствие внешних сил 120 2 полиолефинах, однако, это обычно связано с растрескиванием при изменении температуры или с разрушением при окислении , а не с растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ ( окружающей среды , как сказано в определении). [c.334]

Благодаря изменению химической структуры, повышается стойкость полиэтилена к растворителям и к поверхностному растрескиванию в напряженном состоянии при воздействии органических растворителей. Однако другие свойства, такие, как склонность окисляться в условиях длительной эксплуатации в результате облучения, не изменяются. Поэтому такое преимущество, как способность сохранять форму при высоких температурах, сказывается не при длительной эксплуатации, а при кратковременных температурных воздействиях. Для использования преимуществ облученного полиэтилена для эксплуатации при повышенных температурах представляют интерес работы НИИ кабельной промышленности и Института имени Карпова по термической стабилизации облученного полиэтилена. Исследованиями показано, что стабилизаторы, применяемые для обычного полиэтилена, не оказывают стабилизирующего действия на облученный полиэтилен. Эффективными стабилизатора- [c.83]

Под действием градиента температуры на внешних поверхностях стенок декомпозера возникают растягивающие напряжения, а на внутренних поверхностях — сжимающие, что является благоприятным фактором, уменьшающим опасность коррозионного растрескивания. Температурные напряжения, возникающие в слу- [c.171]

В условиях теплового старения (т.е. в условиях, когда пленка покрытия подвер ается действию высоких температур и кислорода воздуха) пленка устает еще быстрее, прочность ее снижается более интенсивно и в конце концов она может разрушиться. Дело в том, что при высоких температурах в присутствии кислорода протекает термоокислительная деструкция полимера, в результате которой нарушаются адсорбционные и химические связи между макромолекулами, следовательно, прочность пленки снижается. Одновременно может происходить сшивание (структурирование, образование сетки), макромолекулы делаются менее подвижными, а покрытие более хрупким. Поэтому дополнительное нагружение такого покрытия или его охлаждение, вызывающее появление термических напряжений, может привести к растрескиванию. [c.115]

Влияние разрушения окалины. В котлах, работающих при низких температурах, процесс коррозии стали замедляется, когда на ней образуется еще сравнительно тонкий слой окалины. Однако при более высоких температурах слой окалины вскоре становится толстым и наступает опасность его растрескивания под действием напряжений, возникающих вследствие различия в термическом расширении при более быстрых изменениях рабочей температуры. Небольшие трещины в слое окалины создают обычное опасное сочетание большого катода и маленького анода, приводящее к- интенсивной локализованной коррозии. Очевидно, необходимы меры, не допускающие слишком быстрого остывания котлов с высоких температур, так как если только в слое окалины образуются трещины, то может наступить интенсивная коррозия . Даже если, бы котел мог работать при постоянной температуре, истирание, обусловленное ударяющимися частицами, или, быть может, эрозия в результате действия движущегося с большой скоростью водяного потока, вероятно, нарушили бы в отдельных местах целостность слоя окалины, что привело бы к тяжелым последствиям [22]. [c.404]

Коррозионная усталость (усталостная коррозия) возникает при совместном действии на металл коррозионной среды и переменных напряжений. Подобно коррозии под напряжением, она ведет к преждевременному разрушению (растрескиванию) элементов таких конструкций, как приводные валы, тросы подъемников, паровые и водяные коммуникации (работающие при переменных температуре и давлениях), детали насосов и т. д. [c.454]

Образование трещин в изделиях определяется действующими напряжениями, температурой и средой. Активно воздействуют на ПЭ растворы моющих средств и полярные жидкости. ПЭНП более устойчив к растрескиванию, чем ПЭВП. [c.31]

Коррозионные разрушения вследствие катодного подрыва покрытия наблюдались в США на газопроводах высокого давления за компрессорными станциями при повышенной температуре. В большинстве случаев трубы были покрыты каменноугольным пеком, а иногда они не имели вообще никакого покрытия [15, 18, 19]. Разрушения представляли собой не результат равномерной коррозии, а были следствием межкристаллитного коррозионного растрескивания под напрял<ением под действием NaH Oз (см. раздел 2.3.3) NaH Oз мог возникнуть в результате реакции ионов ОН с СО2, выделившейся из каменноугольного пека с наполнителем при его нагреве (см. раздел 5.4). Эти неблагоприятные результаты с каменноугольным пеком не должны распространяться на другие материалы покрытия. Однако бесспорно, что у горячих трубопроводов имеется скрытая опасность коррозионного растрескивания под напряжением, а пределы применимости катодной защиты ограничиваются (см. раздел 2.3.5). [c.168]

В противоположность этим наблюдениям коррозионных про явлений Чессер сообщал, что предварительно нагруженные образцы из высокопрочной стали, подвергавшиеся действию буровых растворов, содержащих обработанные хромлигносульфонатом, в течение 30 сут при температуре 200 °С, не проявляли коррозионного растрескивания под напряжением даже в присутствии растворимых сульфидов. Лигносульфонаты в щелочных растворах ведут себя как поглотители кислорода. Чессер наблюдал образование пленки, защищающей от сульфидного растрескивания под напряжением, на образцах стали, нагреваемой вместе с буровым раствором, обработанным лигносульфонатом. [c.492]

Наблюдались типичные для щелочной среды случаи коррозионного растрескивания под напряжением, особенно в абсорберах и отпарных колоннах. Сами этаноламины не вызывают коррозии углеродистой стали даже при сравн1иельно высоких температурах п присутствии СО, они фактически действуют в некоторой степени как замедлители коррозии. Сравнением [c.49]

Число разрушений конструкций из титана и его сплавов, произошедших по вине коррозионного растрескивания, к настояшему времени достаточно мало. Однако в ряде сред и условий эксплуатации титановые сплавы оказываются склонны к коррозионному растрескиванию. К основным механизмам коррозионного растрескивания титановых сплавов относятся солевое высокотемпературное растрескивание и растрескивание при комнатной температуре. Растрескивание при комнатной температуре в основном происходит в водных и метанольных средах, содержащих хлориды при прямом контакте сплава с рядом жидких и твердых металлов, газов в ряде других сред, например, тетраоксиде диазота — N2O4, дымящей азотной кислоте и т. п. Солевое растрескивание происходит под действием внешних или внутренних напряжений при непосредственном контакте материала с твердыми хлоридами в присутствии кислорода и водяного пара при температурах выше 250 °С. Такое растрескивание носит преимущественно межкристаллитный характер. В зависимости от степени коррозионного воздействия на титановые сплавы, хлориды по степени интенсивности воздействия можно распределить следующим образом [c.78]

Около 25% общего потребления пленки в области упаковки составляет ориентированная пленка, способная давать усадку под действием тепла. Растет применение полипропиленовых пленок для изготовления липких лент, тканей, металлизированных пленок, слоистых пленок (с целлофаном и полиэтиленом) и специальных сортов для упаковки конфет. Увеличивается производство полипропиленового волокна благодаря его высокой прочности, низкому остаточному удлинению, упругости, стойкости истиранию, гниению и выцветанию. Методом экструзии производят также отделочные детали для автомобилей, трубки для шариковых ручек, медицинские шприцы. Благодаря высокому пределу прочности при растяжении, стойкости к растрескиванию под напряжением и коррозии полипропилен является весьма подходящим материалом для производства труб методом экструзии. Во многих областях применения полипропиленовые трубки могут успешно конкурировать со стальными. Переработка полипропилена методом выдувания не имеет больших перспектив в связи с малой ударопрочностью этой смолы при низких температурах. Этим методом получают предметы санитарии и гигиенц. [c.169]

Иногда наблюдается растворение без образования гелеобразного слоя, особенно при пониженных температурах. Вероятно, причина этого явления заключается в растворении под действием напряжения растрескивания. Прц этом наблюдаются трещины, идущие вглубь п олимерной матрицы, и образуются блоки полимерного вещества небольших размеров, которые целиком уходят с поверхности полимера. Этот процесс, видимо, осуществляется за счет больших количеств запасенной энергии деформации, замороженной при переходе в стеклообразное состояние и сконцентрированной вдоль широких каналов и отверстий. В предельном случае сохраняется только один слой 61. Здесь отсутствует индукционный период. [c.288]

Промышленное производство полимеров высших и разветвленных а-олефинов организовано рядом фирм, и они находят довольно широкое применение. Так, изотактический полибутен-1 применяется для изготовления труб, био- и фотодеструктируемых пленок для упаковки. Он устойчив к нагрузкам при повышенных температурах, к действию агентов, вызываюших растрескивание под напряжением, легко сваривается, трубы из полибутена обладают большой гибкостью и малой массой, что позволяет наматывать их на катушки и облегчает транспортирование [880, 1262]. [c.378]

Исследование ползучести винипласта показало, что допустимые рабочие напряжения в трубах при длительной работе не должны превышать 200 кгс/см в случае, если внутреннее давление создается водой. Этому напряжению соответствует величина деформации 1,5%, которая достигла бы этого значения через 12 лет. При работе труб в условиях внутреннего гидравлического давления существенное влияние на срок службы оказывают сопротивляемость труб гидравлическому удару и их способность противостоять растрескиванию. Проведенные опыты свидетельствуют, что винипластовые трубы могут выдерживать ударные нагрузки в пределах разрывных напряжений. Если трубы подвергаются действию напряжений до 130 кгс1см , то при контакте с жидкостями трещины не возникают. С учетом ползучести винипласта и способности труб к растрескиванию, увеличивающейся при повышенных температурах, рабочие напряжения при эксплуатации труб не должны превышать 80 кгс1см [103]. [c.241]

Выбор высокопрочных алюминиевых сплавов весьма велик (некоторые из них приведены в табл. 20.1). Соотношение компонентов и режим термической обработки этих сплавов обычно выбирают с таким расчетом, чтобы склонность к КРН была минимальной. Термическая обработка с образованием твердого раствора влияет на склонность к коррозионному растрескиваткию, так как изменяет состав сплава в области границ зерен и микроструктуру сплава [33]. В некоторых случаях эксплуатационные температуры, особенно превышающие комнатные значения, могут приводить к искусственному старению сплава. При этом склонность к растрескиванию может увеличиться, и в присутствии влаги или хлорида натрия произойдет преждевременное разрушение металла. Любой из описанных выше сплавов проявляет наибольшую склонность к растрескиванию в тех случаях, когда растягивающее напряжение действует по нормали к направлению прокатки. По-видимому, в этом случае в процессе участвует большая часть граничных поверхностей удлиненных зерен, вдоль которых распространяются трещины. [c.354]