Разрушение материала при агрессивных воздействия

Опыт и теоретическое рассмотрение показывают, что действие напряжения накладывает свою специфику на разрушение материалов под влиянием других факторов и часто приводит к качественно иным закономерностям. Если говорить о наиболее разрушающем виде напряжений — растягивающих напряжениях, — то скорость разрушения напряженного материала под влиянием агрессивных воздействий обычно определяется скоростью химического взаимодействия, а ненапряженного — скоростью диффузии. Это обусловливает различные температурные зависимости и разный порядок расположения резин в напряженном и ненапряженном состоянии по их стойкости в агрессивных средах. В связи с этим необходимо оценивать стойкость резин к агрессивным воздействиям не только в ненапряженном состоянии, но и при одновременном действии напряжения. Так как результативное воздействие определяется соотношением интенсивностей химического и механического факторов, спецификой таких испытаний должны быть испытания при нескольких соотношениях этих факторов. Это достигается либо испытаниями при разных концентрациях агрессивной среды (например, при испытаниях на озонное и свето-озонное старение) либо испытаниями при разных напряжениях (испытания в кислотах). В наиболее сложных случаях рекомендуется изменять и то и другое. Зависимости показателя скорости разрушения — времени до разрыва (тр) — как от концентрации с агрессивной среды, так и от напряжения носят сложный характер [1]. При малых концентрациях среда практически не влияет на Тр (происходит статическая усталость материала), а при больших — наблюдается степени а я з а висимость Тр= [c.169]

Степень агрессивного воздействия среды Скорость кор-розии незащищенного металла, мм/год Характер коррозионного разрушения незащищенного неметаллического материала после годичной эксплуатации (по внешним признакам) [c.11]

Долговечность полимерных материалов, зависящая от их природы и физико-химических свойств среды, определяется сорбцией и диффузией среды, тепловыми флуктуациями и гетерогенными химическими реакциями. Наложение термофлуктуациопиых, адсорбционных и химических процессов и разница в скоростях нх протекания приводят к экспериментально наблюдаемому перегибу линий долговечности в агрессивных средах ио сравнению с испытаниями иа воздухе. Это обстоятельство требует осторожного отношения к ирименению различных эксиресс-методов и экстраполяции результатов, полученных ири таких форсированных испытаниях, особенно при высоких значениях напряжений, для прогнозирования длительной работоспособности материала, т. е. при небольших значениях механических напряжений. Как показывает анализ многочисленных экспериментальных исследовапий, полная и достоверная оценка практической пригодности и работоспособности напряженных конструкционных пластмасс в агрессивных средах может быть произведена при уровнях механических напряжений в диапазоне 20— 60 % от разрушающих. В этом диапазоне разрушение происходит за время, в течение которого наблюдают практическое насыщение материала жидкой средой и совместный эффект воздействия механического и химического факторов на кинетику разрушения. Экстраполяция этого участка общей кривой долговечности в область низких напряжений для прогнозирования длительного срока эксплуатации материала может привести к занижению времени и, следовательно, к повышению ресурса эксплуатации и надежности конструкции. Совместное решение двух экспоненциальных уравнений, описывающих долговечность в агрессивной среде и на воздухе, дает возможность определить напряжение, выше которого агрессивная среда не оказывает влияния иа характер разрушения материала. [c.43]

Механическое разрушение полимеров в присутствии агрессивных сред в общем виде должно рассматриваться как механическое разрушение материала, изменяющегося в процессе разрушения структуры не только физически, но и химически. Общим признаком воздействия агрессивных сред на деформированные полимеры является ускорение появления трещин. [c.172]

Коррозией называется разрушение материала под воздействием внешней среды. Скорость и характер коррозии зависят от многих факторов состава и состояния материала, характера агрессивной среды (химический состав, агрегатное состояние) и условий воздействия ее на материал (концентрация, температура, давление, время воздействия, pH и др.). [c.94]

Качественная оценка химической стойкости распространяется также на неорганические материалы и основывается на данных по скорости разрушения материала, мм/год, или скорости коррозии, г/(м .ч) (табл. 6). Предлагается также использовать данные по снижению прочности материалов за год. Следует отметить, что многие неорганические материалы, особенно строительные, имеют разную пористость и неоднородны по структуре, что затрудняет проведение количественных оценок. Плотные материалы (изверженные каменные породы гранит, диабаз и т. д.) подвергаются химическому действию среды только с внешней стороны. Пористые материалы (бетоны, известняки) подвергаются воздействию агрессивной среды (газы, жидкости) не только снаружи, но и изнутри и поэтому сильнее подвержены разрушениям. [c.9]

При длительных испытаниях физические и химические процессы становятся сравнимыми по своей значимости и влиянию на конечный исход — на разрушение материала. Могут быть случаи, когда под воздействием химически активных (агрессивных) сред химические процессы протекают так интенсивно, что разрушение определяется не только, а часто даже не столько механическими факторами, сколько химическими. Наблюдаемые при этом закономерности, естественно, оказываются весьма сложными. [c.163]

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]

Скорость поглощения озона нерастянутым образцом постепенно уменьшается (рис. 1.9). Несравненно более опасным является взаимодействие озона с растянутыми резинами. Под действием растягивающих напряжений (без озона) происходит разрушение материалов, но в случае напряжений, соответствующих эксплуатационным, для разрушения большинства резиновых изделий требуется достаточно длительное время. Одновременное воздействие на материал агрессивных сред, сопровождающееся деструкцией макромолекул, резко ускоряет разрушение. Озон по отношению к резинам из ненасыщенных каучуков является именно такой средой. В ничтожно малых концентрациях, ха- [c.27]

НИХ структурных напряжений, которые могут привести к разрушению материала. Очевидно, что в условиях циклического воздействия коррозионно опасными могут быть не только жидкости, способные к активному химическому взаимодействию, но и растворы веществ, химически инертных по отношению к цементному камню. Установлено, что при действии таких растворов коррозионное, разрушение бетона начинается, когда его поровое пространство заполняется кристаллами соли на 85. .. 95 %. При известной концентрации агрессивного раствора число циклов насыщения-высушивания (Л), необходимое для достижения критической концентрации твердого вещества в поровом пространстве бетона, может быть выражено моделью [c.134]

Опасность абсорбции выхлопных газов была связана с их агрессивным воздействием на материал выхлопных труб, стволы которых были выполнены из пропитанной смолой древесины. Под воздействием окислов азота происходило нитрование древесины, которая после года эксплуатации превращалась в труху. Кроме того, газы вызывали коррозионное разрушение основания трубы, выполненного из углеродистой стали, а также несущих конструкций. В дальнейшем эти трубы были заменены трубами из стали ЭИ-943, обеспечивающими необходимую стойкость установки в течение длительной эксплуатации. [c.58]

Под влиянием химического воздействия агрессивной среды происходит бо.лее или менее быстрое разрушение материала аппаратуры. Скорость разрушения зависит от природы химического вещества, т. е. 07 агрессивности его при различных концентрации и температуре, а также от условий перемешивания среды, наличия воздуха и других факторов, способствующих коррозии. [c.9]

В условиях химических производств под воздействием агрессивных сред происходит изменение структуры и свойств материала, приводящие к снижению его прочности и преждевременному разрушению оборудования и конструкций, изготовленных из этого материала. Агрессивные среды по своему физическому состоянию делятся на газовые, жидкие и твердые. На оборудование и конструкции могут действовать одна или одновременно несколько агрессивных сред. [c.9]

При наличии элементов структуры, чувствительных к агрессивным воздействиям, процесс разрушения напряженных эластомеров в присутствии активной среды резко ускоряется, однако его скорость зависит от физической структуры материала. Это доказывается тем, что при неизменной химической активности полимера сильное изменение скорости разрушения имеет место при изменении его физической структуры в результате деформирования (рис. 4.1) и изменении морфологии кристаллизующихся полимеров (размер сферолитов, степень кристалличности [17]). [c.137]

Коррозионно-механические разрушения материалов носят общее название коррозии под напряжением , но характер этих разрушений различен в связи с особенностями воздействия механического фактора. Напряжения могут вызвать общее разрушение вследствие коррозии, хотя часто разрушение носит местный характер, например образование трещин (растрескивание), вызываемое одновременным воздействием иа материал агрессивной среды и растягивающих напряжений. Не менее опасное разрушение материала может быть при одновременном воздействии на него агрессивной среды и переменных напряжений. Этот вид разрушения известен под названием коррозионной усталости. Такому виду коррозии подвер- [c.44]

Влияние пористости и структуры. Пористость материала ускоряет процесс его разрушения, так как в этом случае большая поверхность материала подвергается воздействию агрессивной среды. Разрушение пористых материалов протекает обыкновенно не только на поверхности, но и в толще материала. Если при коррозии в порах и на поверхности материала образуются нерастворимые соединения, то они в некоторых случаях могут защищать материал от дальнейшего разрушения. [c.232]

Абляция — разрушение материала, сопровождающееся уносом его массы, при воздействии горячего газового потока, движущегося с большой скоростью. Абляция происходит в результате суммарного воздействия механических сил, тепла и агрессивного воздействия среды. [c.355]

Многие газы, используемые или вьщеляющиеся в ходе осуществления технологических процессов в химической, нефтехимической промышленности, в металлургии, ядерной энергетике и других отраслях промышленности, оказывают на силикатные материалы при высоких температурах весьма агрессивное воздействие, эффект которого возрастает с увеличением давления. К таким газам относятся водяной пар, оксиды углерода, углеводороды, водород, хлор, сероводород и другие газы. В результате силикатные материалы теряют механическую прочность, термостойкость, огнеупорность. Скорость разрушения силикатных материалов в газовых средах при высоких температурах и давлении зависит от химического состава и структуры материала и от состава газа. [c.21]

Основными причинами разрушения бетонных сооружений являются неудовлетворительное качество бетона и недостаточно тщательная укладка его, перенапряжение материала, механические воздействия, такие, как повышенная скорость движения воды и резкие из менения температуры. Химическая деградация бетона вызывается действием агрессивной углекислоты, сильнокислой или сильнощелочной среды, действием различных солей и т. д. Немаловажную роль в разрушении бетона играют бактериальные процессы. [c.123]

Определение изменения механических свойств. Оценка коррозии путем определения изменения механических свойств материала после воздействия на него агрессивной среды является очень важной для расчетов при конструировании химической аппаратуры. Этот метод широко применяется, наряду с весовым методом и при равномерной коррозии. При статическом растяжении образца после коррозионных испытаний можно установить уменьшение предела его прочности и относительного удлинения. Изменение предела прочности после коррозии позволяет также характеризовать неравномерность коррозии, так как разрушение происходит в наиболее слабом сечении образца за счет концентрации напряжений, [c.316]

Испытания без нагружения не отражают тех процессов, которые происходят в напряженном образце при воздействии на него агрессивной среды. Разрушение материала в напряженном состоянии происходит неравномерно по всему объему, а более активно в слабых местах с незначительными дефектами (трещины, пустоты и др.). В этом случае агрессивная среда создает расклинивающее действие, происходит рост трещин, увеличение локальных напряжений, что приводит к разрушению. [c.244]

После установки образцов для испытаний в определенном режиме производят наблюдения за влиянием одновременного воздействия агрессивных сред и нагрузок на ползучесть при растяжении. Деформацию образцов замеряют через определенные промежутки времени. Время от начала испытания до момента разрушения материала зависит от величины нагрузок. [c.244]

Чтобы предотвратить разрушение канализационных сетей, колодцев, камер и других сооружений, необходимо их выполнять из материалов, стойких к коррозионному воздействию агрессивных компонентов сточных вод. Выбор того или иного материала определяется характером агрессивной среды, ее концентрацией, температурой, давлением и т. д. Для транспортировки агрессивных сточных вод можно применять трубы из нержавеющих сталей, стальные гуммированные трубы, фаолитовые, текстолитовые, стеклянные, полиэтиленовые, стальные, футерованные химически стойкими пластмассами, эмалированные и другие трубы. Оборудование для обработки и перекачивания стоков (насосы, теплообменники, разделители, сборники и др.) можно изготавливать пз легированных сталей или из углеродистых сталей с соответствующими антикоррозионными покрытиями (футеровка кислотоупорным кирпичом или плиткой, покрытия из винипласта, свинца, полиэтилена и т. д., лакокрасочные покрытия, гуммирование и др.). [c.256]

В элементах трубопроводов второго типа возникновение пластических деформаций недопустимо, так как они способствуют ускорению процессов коррозии под воздействием агрессивной среды. При напряжениях, превышающих предел текучести, коррозия материала трубы развивается более интенсивно, чем обычно, и в конечном счете приводит к разрушению даже при стационарном температурном режиме. Прочность элементов трубопровода такого типа считается обеспеченной, если наибольшее опасное напряжение не превышает допускаемого значения, определяемого делением предела текучести сгт на соответствующий коэффициент запаса. [c.107]

Основными факторами, интенсифицирующими повреждения оборудования для подготовки и переработки нефти, являются высокая коррозионная активность рабочих сред, напряженность материала и нестационарность нагружения. Агрессивное воздействие рабочих сред обусловлено обводненностью нефти, наличием в ней кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, а также применением в процессах подготовки и переработки кор-розионно-активкых реагентов. Наиболее интенсивному коррозионному разрушению подвержено оборудование, испытывающее одновременное или последовательное воздействие нескольких коррозионно-активных сред, например, теплообменники, конденсаторы, реакторы и др. [c.7]

АБЛЯЦИЯ полимерных материалов (ablation) — разрушение материала, сонровождающ,ееся уносом его массы, при воздействии горячего газового потока. А.— результат суммарного воздействия меха-нпч. сил, тепла и агрессивных сред потока. Вклад каждого из этих факторов определяется физико-химич. и газодинамич. параметрами потока (интенсивность, темп-ра, давление, скорость и характер движения — ламинарное или турбулентное, состав газов, наличие твердых частиц и др.). [c.7]

Наличие влаги спбсобствует активному развитию микроскопических грибов при попадании спор на поверхность материалов из воздуха. Развивающийся мицелий микроскопических грибов удерживает большое количество воды на поверхности покрытий и может создать давление до 20 МПа. Кроме того, микроскопические грибы способны выделять химически агрессивные соединения (органические кислоты, ферменты й другие продукты жизнедеятельности). В конечном итоге при их воздействии возможно как механическое разрушение, так и разрушение материала в результате процесса старения. [c.452]

В производстве хлорной извести наиболее значительному коррозионному разрушению подвергаются камеры Бакмана [17—20]. Стоимость их ремонта составляет 10—20% от стоимости продукции. Наиболее интенсивно разрушаются стальные детали (мешалки, гребки, траверсы и пр.). Постепенно выходят из строя и железобетонные стены, ба дки и полки. Покрытие бетонных поверхностей химически стойкими лаками, красками, диабазовой замазкой и т. п. не обеспечивает продолжительной безаварийной эксплуатации камер хлорирования. Удовлетворительные результаты были получены при использовании в качестве защитного материала для боковой поверхности камер и нижней поверхности полок хлориновой ткани, пропитанной перхлорвиниловым лаком ХСЛ. Срок службы правильно изготовленного йокрытия при соблюдении режима хлорирования достигает 1 года. В случае нарушения теплового режима— повышения температуры до 70° С — покрытие утрачивает свои защитные свойства в первые же дни. По данным [19, 20], наиболее рациональным способом защиты бетона от агрессивного воздействия технологической среды является многослойное покрытие из лака ХСЛ. Хотя оно также нестойко при повышенных температурах, однако для его возобновления требуется значительно мень- [c.224]

Из факторов, относяш,ихся к самим полимерам, на растрескивание влияют следуюш,ие Наличие полимергомологов, что приводит к разной локальной степени набухания или растворения в полимере, а это, в свою очередь, обусловливает концентрацию напряжений и образование треш ин. В кристаллических полимерах действие растворителя локализуется прежде всего по границам сфероли-тов, а иногда и внутри сферолитов между лучами. Это связано с тем, что при кристаллизации в сферолитах упорядочиваются структурные единицы одинакового строения, например в линейных полимерах — линейные молекулы. В этом случае молекулы, содержаш,ие разветвления и посторонние группы, возникающие в результате окисления и других процессов, автоматически выталкиваются из кристаллов и образуют аморфную или менее упорядоченную фазу между сферолитами. Таким образом происходит концентрирование дефектного материала, по которому начинается процесс разрушения. Неодинаковая скорость воздействия на кристаллические полимеры физически или химически агрессивных сред наглядно проявляется при травлении полимеров аналогично металлам. Опыты по травлению показывают, например, что при действии на полиэтилен концентрированной HNO3 с большей скоростью и в первую очередь растворяется дефектный менее кристалличный материал. В связи с этим сопротивляемость растрескиванию увеличивается при сужении кривой распределения за счет низкомолекулярной части и при увеличении молекулярного веса полимера. Аналогичные данные имеются и для поликарбоната Склонность к растрескиванию уменьшается с уменьшением внешних и внутренних напряжений, а также с увеличением степени кристалличности, т. е. с ростом плотности. Последнее наблюдалось на полиамидах в кислотах а также на полиэтилене в растворе ПАВ Однако одновременное увеличение набухания с ростом степени кристалличности, например в системе фторопласт — керосин приводит к уменьшению долговечности. Сопротивляемость растрескиванию снижается с ростом [c.77]

По коэффициентам диффузии можно в некоторых случаях определить долговечность полимеров в отсутствие коррозионного разрушения, а при его наличии количественно оценить роль концентраторов напряжения (трещин) и показать независимость процесса от скорости диффузии агрессивной среды . Разрушение материала, начинающееся с поверхности, очевидно, связано с потерей его поверхностным слоем несущей способности, т. е., если в этом слое образуются трещины, он не несет напряжения, которое распространяется на уменьшенное сечение нерастрескавшейся части образца (см. гл. IX). Если трепщн не образуется, а происходит деструкция или набухание, то также можно принять (в последнем слзгчае с некоторым приближением), что измененный слой не несет напряжения. В этих условиях процесс разрушения при постоянном начальном напряжении и воздействии агрессивной среды формально можно рассматривать как разрушение в отсутствие агрессивной среды (т. е. в воздухе), происходящее при непрерывно увеличивающемся среднем номинальном напряжении. В приближенном решении принимают, что разрушение имеет критический характер, т. е. начинается только при достижении критического напряжения. Для учета временной зависимости прочности используется критерий Бейли, заключающийся в том, что разрыв материала наступает, когда сумма относительных разрушений в нем становится равной 1. [c.110]

Большинство эластомеров, содержащих двойные связи, обладает значительной реакционной способностью, благодаря чему они претерпевают изменения в воздушной среде. Эти процессы особенно интенсивно протекают в напряженных резинах. В последнее время они привлекают усиленное внимание в связи с прогрессирующим загрязнением атмосферы промышленно-транспортными отходами и повышением ее химической реактивности за счет увеличения содержания озона, двуокиси азота, сернистого газа и других агрессивных компонентов. Несмотря на специфику разрушения резин при одновременном действии механического напряжения и среды оно позволяет выявить особенности влияния на этот процесс изменения структуры материала, вызванного деформацией, различными условиями ее образования, введением наполнителей и т. д., а также связь прочностных свойств с реологическими и другими характеристиками материала. При этом исключаются из рассмотрения случаи, когда материал перерождается под влиянием среды во всем объеме, как это, например, наблюдается при действии азотной кислоты на напряженную резину из бутилкаучука [1] или озона на резину из силоксанового каучука [2]. В этих случаях ввиду изменения химической структуры и всех свойств материала вряд ли имеет смысл говорить о зависимости сопротивления разрушению от исходной структуры материала и влияния на эту зависимость агрессивных воздействий. Такое сравнение (разумеется, с учетом специфики действия агрессивного агента) возможно для случаев локального разрушения, облегченного агрессивным агентом (коррозионное растрес- [c.132]

Медь. В теплообменных системах охлаждающих башен часто применяют медь и адмиралтейскую латунь последняя после стали считается наиболее предпочитаемым конструктивным материалом. Ее преимуществом перед сталью является более высокая коррозионная стойкость, а недостатком — высокая стоимость. При некоторых условиях, в частности при предельных значениях pH, адмиралтейская латунь тоже подвергается агрессивному воздействию. Очень вредны как низкие (<5), так и высокие (>9) значения pH низкие могут устанавливаться при плохом контроле добавок кислоты в систему или в результате присутствия в атмосфере кислотных газов, а высокие — вследствие поглощения аммиака из воздуха. Последнее особенно нежелательно, поскольку медь легко образует комплексы с аммиаком и переходит в раствор. Возникновение осадков, подобное уже ранее отмеченному нами при рассмотрении коррозии железа, и в этом случае вызывает разрушение адмиралтейской латуни. Введение в систему ад.мирал-тейокой латуни увеличивает вероятность появления гальванической коррозии. Поскольку изготовление всей системы из латуни крайне редко, в местах соединения этого материала со сталью возникает значительная разность потенциалов, которая может привести к сильной коррозии стали в месте контакта. [c.90]

Оборудование большинства современных производств (химических, энергетических, электротехнических и др.) эксплуатируется в жестких условиях при одновременном воздействии агрессивной среды, высоких температур и давлений, а также при механических воздействиях (истирание, износ и т. п.) и радиоактивных излучений. В таких условиях керамические материалы и в первую очередь их поверхности разрушаются в основном в результате двух типов воздействия среды. По общепринятой терминологпп их можно назвать коррозионным (разрушение под влиянием внешней среды) и эрозионным (разрушение, вызываемое механическим воздействием). Агрессивная среда при этом может также претерпевать изменения, становясь или газом, или раствором, или гетерогенной системой, состоящей из частичек твердого материала в жидкой среде, или, наконец, образовать химическое соединение с твердым веществом. [c.6]

Физико-Х 1мические свойства (низкотемпературная и высокотемпературная коррозия, коррозионное растрескивание, травление, скорость образования окисных пленок, сцепление окисла с поверхностью металла, сцепление проводящего слоя с поверхностью непроводника, водородное растрескивание, вспучивание, коррозионная усталость, пассивность металлов, взаимодействие с растворами и электролитами и т. д.) подбирают так, чтобы материал формы выдерживал агрессивное воздействие растворов, не подвергался коррозионному разрушению и не взаимодействовал с материалом копни. [c.7]

При рассмотренных выше режимах испытаний разрушение полимера представляет собой в основном физический процесс. Изменения структуры материала, происходящие в процессе разрушения, сводятся главным образом к изменению степени ориентации или к переходу полимера из аморфного состояния в кристаллическое. Разделение образца на части происходит с сохранением химического состава основной массы макромолекул. Однако при разрушении образца полимера, по-видимому, почти всегда разрушается какая-то доля макромолекул, а в случае полимера с развитой пространственной структурой вообще немыслимо представить себе этот процесс без разрыва химических связей. Разрыв химических связей представляет собой механо-химическую реакцию. Образующиеся при разрыве макрорадикалы быстро реагируют с кислородом воздуха или с другими молекулами. При длительных испытаниях физические и химические процессы уже сравнимы по своей значимости и влиянию на конечный исход—на разрушение материала. Могут быть случаи, когда под воздействием химически активных (агрессивных) сред химические процессы протекают так интенсивно, что разрушение определяется не только, а часто даже не столько механическими факторами, сколько химическими. Наблюдаемые при этом закономерности, естественно, оказываются весьма сложными. [c.149]

Таким образом, полученные уравнения, связывалщие толщину разрушенного материала с продолжительностью воздействия влажного хлора и анолита, могут быть использованы для практических целей при расчете толщины футеровочного слоя в процессе конструирования изделий из химстойкого стеклопластика, а также при определении долговечности их работы в указанных агрессивных средах. [c.90]

Опыт эксплуатации некоторых сооружений из горных пород показал, что, несмотря на их высокую стойкость, они через несколько лет подверглись разрушению. Поэтому к материалу необходимо прсд ьявлять также требование, чтобы ои сохранял свои первоначальные механические свойства ггосле опрсделепио-го срока воздействия на него агрессивной среды. При этом температурные условия испытания должны быть более жесткими, чем эксплуатационные. Падение механической прочности (предел прочности при сжатии или растяжении) образца материала после такого испытаиия должен быть не более 10—15%- [c.361]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология