ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные элементы методики испытаний из "Испытания сталей и сварных соединений в наводороживающих средах " В настоящее время существует большое многообразие способов оценки стойкости материала против замедленного разрушения в сероводородсодержащих средах. Испытания проводятся как в средах для сравнительных ускоренных испытаний, так и в производственных или рабочих средах. Последние дают непосредственные данные о коррозионной стойкости образцов-свидетелей в эксплуатационной среде и обеспечивают высокое соответствие условий испытаний рабочим параметрам, но в связи со значительной продолжительностью не позволяют оперативно оценивать влияние тех или иных конструктивных и технологических факторов. Поэтому в практике широко используют ускоренные методы коррозионных испытаний [27, 32]. [c.32] Механизм и характер коррозионного разрушения металла в среде для ускоренных испытаний должен быть идентичен механизму разрушения в эксплуатационной среде. Ускорение процесса может быть достигнуто путем стимуляции электрохимических реакций агрессивными компонентами и деполяризаторами, путем повышения напряжений, температуры испытаний, а также за счет изменения поверхностных свойств материала. [c.32] Механическая нагрузка различается по виду напряженного состояния, характеру изменений во времени, методу ее создания. Применяют, как правило, растягивающие напряжения, которые создают одноосным растяжением [82, 115], изгибом [27, 82, 98]. Используют нагрузку постоянную [22, 78, 106, 115] и циклически изменяющуюся [23, 24, 67]. Для создания напряжений применяются контролируемые постоянные деформации [27, 82, 98] или контролируемые постоянные нагрузки [22, 109, 115]. В ряде случаев, когда механизм растрескивания не связан с действием внешней нагрузки [27, 116], испытания проводят на ненагруженных образцах. [c.33] Иногда среду насыщают также диоксидом углерода. При ускоренных испытаниях используют среды на основе сильных электролитов, чаще всего водные растворы серной кислоты от 4 до 52 % со стимуляторами наводороживания (соединения серы, мышьяка, селена от 3 до 50 г/л) [4, 42, 76, 90]. Для уменьшения общекоррозионного эффекта и увеличения количества вводимого в металл водорода часто применяют катодную поляризацию с плотностью тока от 10 [83] до 550мА/см [90]. В отдельных случаях процессы испытаний на растрескивание и наводороживание в сильном электролите разделяют во времени [99] сначала образец наводорожива-ют, потом металлизируют, запирая водород, и после испытывают под нагрузкой с водородом, заряженным до необходимой концентрации. [c.33] При испытаниях с заранее обусловленной длительностью после достаточно длительной выдержки приступают к после-экспозиционным испытаниям, призванным оценить изменения служебных свойств металла за время испытаний. В качестве критериального показателя наиболее часто используют изменение пластических свойств материала [19], наличие трещин при металлографическом исследовании [68, 105, 134] и их суммарную протяженность на единице длины [92, 116], ударную вязкость [20, 105]. Известно, что растворенный водород сильно влияет на пластические свойства металла, поэтому деформационные показатели используют в качестве критерия при выборе материала для работы в условиях наводороживания [83]. [c.34] Первый вид оценок не представляется надежным, так как при пересекающихся зависимостях Ig tp = /(с) оценки, полученные по отношению к высоким напряжениям, могут не быть справедливы для рабочих нагрузок, если они лежат в районе или ниже точки пересечения кривых длительной прочности. Зависимость долговечности от уровня применяемого воздействия дает наиболее полную информацию о стойкости материала, однако эксперименты, проводимые для ее получения, требуют длительного времени, больших затрат трудовых, временных и материальных ресурсов. Оценка пороговых характеристик дается, как правило, на основе анализа кривых длительной прочности. [c.35] Существует мнение [105], что наличие горизонтального участка на кинетической зависимости не обосновано достаточно длительными испытаниями. В качестве наибольшего времени для испытаний называют самые разные цифры 120, 200, 500, 960 и 10 4. При испытании надрезанных или надтреснутых образцов используют в качестве критериальной зависимости скорости роста трещин от уровня интенсивности напряжений и критический уровень интенсивности напряжений, ниже которого рост трещин в условиях опыта не наблюдается. [c.35] Однако типовыми испытаниями трудно сравнить стойкие материалы или определить эффективность защитных мероприятий, так как образцы не разрушаются в течение базового времени испытаний даже при уровне начальных напряжений, равном пределу текучести материала. Для быстрого получения сведений о склонности материалов к коррозионному растрескиванию целесообразно применение ускоренных методов испытаний, например испытания в условиях, идентичных типовым условиям коррозионных испытаний, но при постоянной малой (Ю —10 с 0 скорости деформирования образцов. Эти испытания позволяют получить предварительную оценку стойкости материалов и эффективности методов защиты от коррозии в условиях, когда типовые методы испытаний гладких образцов не дают информации или требуют много времени. [c.38] Выше отмечалось, что напряжения в испытуемых образцах создаются с помощью постоянной деформации, постоянной нагрузки, постоянной скорости деформирования. Испытания образцов с постоянной деформацией имитируют коррозионное растрескивание конструкций под действием остаточных напряжений. Эти испытания просты и компактны и могут проводиться в действующих трубопроводах или аппаратах. К недостаткам данных испытаний относятся неопределенность и нестабильность уровня напряжений в образцах, значительная продолжительность и неоднозначность, так как релаксация напряжений вследствие роста трещины может замедлить или даже остановить дальнейшее распространение растрескивания. [c.38] Испытания с постоянной нагрузкой позволяют избежать недостатков, свойственных испытаниям с постоянной деформацией. Преимущества данного типа нагружения, в сравнении с методом испытаний при постоянной деформации, состоят в том, что уровень действующих в образцах напряжений и деформаций с большой точностью определяется в любой момент испытаний, а также в сокращении продолжительности испытаний ввиду пропорционального росту трещины увеличения приложенных напряжений (если в процессе испытаний не предусмотрено регулирования нагрузки). [c.38] Указанное разделение методов испытаний обусловлено действием на различных этапах коррозионного растрескивания отличных физико-механических процессов [16, 58]. Для оценки стадии зарождения коррозионных (сульфидных) трещин становится необходимым установление величины трещины, характеризующей окончание стадии и начало ускоренного роста. Причем в целях упрощения идентификации трещин целесообразно регламентировать их длину. [c.39] Вопрос о пороговом размере коррозионной трещины имеет первостепенное значение для определения сопоставимых, физически обусловленных характеристик коррозионного растрескивания и стандартизации методов испытаний. Пороговым размером коррозионной трещины предлагали считать либо некоторую условно принятую величину [1], либо размер минимальной визуально обнаруживаемой трещины по ГОСТ 9.019-74. [c.39] Представленные результаты получены для поверхностной полуэллиптической трещины мащинными методами. При этом промежуточные значения (с точностью до 5 %) определялись методом экстраполяции, а коррозионные трещины фиксировались не ближе расстояния s/2 от края образца. [c.40] Вернуться к основной статье