ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозионно-усталостное разрушение (растрескивание) из "Диагностика металлов " Этот вид разрушения свойствен несущим (силовым) элементам оборудования и конструкций, испытывающим совместно воздействие циклических напряжений или температуры и корозионно-активной среды. [c.267] Применительно к элементам газо-нефтехимического оборудования циклические напряжения возникают в несущих элементах конструкций в результате колебания давления и температуры, а также при подвижке основания из-за перемещения (оседания) грунта. Агрессивная среда усугубляет отрицательное воздействие циклических нагрузок и, как правило, повышает скорость зарождения и распространения трещин. Влияние среды по своему влиянию на скорость трещинооб-разования может быть существенно разным на стадиях зарождения и распространения коррозионно-усталостных трещин. Степень влияния среды на трещинообразование весьма зависит от частоты и амплитуды циклического нагружения. [c.267] Известны различия между многоцикловой и малоцикловой усталостью. Малоцикловая коррозионная усталость связана с повторной пластической деформацией и рассматривается как вид коррозии в процессе упругопластического деформирования. Многоцикловая коррозионная усталость происходит в условиях упругого деформирования. [c.267] Из табл. 5.6 следует, что для всех сталей повышение температуры отпуска благоприятно влияет на коррозионно-усталостную трещиностойкость сталей, У меньшение количества углерода в стали снижает степень влияния воды на пороговый уровень Поскольку изменение температуры отпуска существенно изменяет структуру стали, то изменение с отпуском указывает на чувствительность к структуре материала. [c.268] Обстоятельными исследованиями [172] показано, что среда может суш,ественно изменить характер кинетических диаграмм усталостного разрушения. Наиболее частым является наличие на кинетической диаграмме перегиба, тесно связанного с механическими параметрами нагружения. При диагностировании состояния коррозионно-усталостного растрескивания следует помнить о склонности трещин при этом виде растрескивания к ветвлению, затуплению и закрытию. Особенно повышенную склонность к ветвлению проявляет металл сварных соединений (рис. 5.48). При своем распространении трещина пересекает зерна псевдоэвтектоида и зерна феррита. Наиболее часто наблюдается закрытие коррозионно-усталостных трещин в области низких значений коэффициентов интенсивности напряжений. [c.270] Характер ветвления сталей в условиях коррозионноусталостного растрескивания в значительной степени определяется структурой, а также условиями испытания. На рис. 5.49 представлено изменение доли межзеренного разрушения в стали 45ХН2МФА с мартенситной структурой в зависимости от величины АК и частоты нагружения [172]. Независимо от условий испытания рост уровня АК обусловливает увеличение в микростроении усталостных изломов доли межзеренного разрушения по границам исходных зерен аустенита. [c.271] Уменьшение / от 10 до ОД Гц приводит к повышению доли фасеток межзеренного разрушения в изломе. При дальнейшем снижении / до 0,1 Гц уменьшается склонность к межзеренному растрескиванию. Для стали с мартенситной структурой ветвление трещины имеет меж-зеренный характер. [c.271] Согласно [172], в низкоуглеродистых сталях распространение усталостных трещин в коррозионной средне происходит транскристал-литно с образованием не только типичных усталостных бороздок, но и с образованием бороздок хрупкого типа. В последнем случае регулярные следы остановки фронта трещины наблюдаются на фоне картины речного узора, свойственного механизму хрупкого транскристаллит-ного скола (см. рис. 2.45, а). [c.271] Вероятно, столь аномально проявившееся влияние частоты нагружения 0,1 Гц на кинетическую диаграмму усталостного разрушения стали 45ХН2МФА (см. рис. 5.47) обусловлено образованием защитной пленки, затрудняющей адсорбцию атомов водорода в окрестности вершины трещины. В результате снижается степень водородного охрупчивания границ зерен и соответственно уменьшается скорость роста трещины в припороговой области. Ослабление водородного охрупчивания фрактографически проявляется в уменьшении доли межзеренного разрушения и снижении степени ветвления трещин по границам зерен. [c.272] С позиций влияния водорода на скорость роста трещины можно рассматривать и ее ускорение при повышенных уровнях ДК для стали 16ХНЗМА. С увеличением уровня нагрузки следует ожидать улучшения условий для накопления водорода в зоне максимальной интенсивности пластической деформации. Перенос (транспортировка) водорода обеспечивается движущимися дислокациями. С понижением частоты нагружения значительная часть водорода, доставленного дислокациями внутрь металла, может диффундировать из локальных областей с наибольшей интенсивностью пластической деформации в зону максимальной напряженности [172]. [c.272] Степень влияния водорода на параметры уравнения Пэриса зависит от температуры испытания. При этом скорость роста трещины в среде водорода возрастает при снижении температуры испытания с 80 до 25 С. [c.272] При диагностировании коррозионно-усталостного растрескивания следует проанализировать излом. На поверхности разрушения у его края часто удается обнаружить очаг ( точку ), от которого расходится эквидистантно фронт растрескивания. Этот фронт при своем движении оставляет следы в месте его остановки. Следы остановки трещины нередко соответствует условиям, когда изменяются механический режим нагружения и/или состав коррозионно-активной среды. [c.273] Практический случай развития коррозионно-усталостного растрескивания в заводском сварном соединении на примере стального сварного вертикального резервуара РВСпк-50000 рассмотрен в разд. 5.12. [c.273] Вернуться к основной статье