ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Условия выбора испытательных наводороживающнх сред из "Испытания сталей и сварных соединений в наводороживающих средах " Сравнивая группы однородных по своей сущности факторов, видим, что требования по сокращению длительности, уменьшению стоимости испытаний и повышению надежности вносят элемент противоречия в выбор методики и технологии коррозионных испытаний на растрескивание. Исключение представляет только воспроизводимость опытов, которая улучшает как надежность, так и сокращает продолжительность испытаний. Из теории принятия решений [86] известно, что при наличии противоречий между несколькими критериями оптимальное решение соответствует области компромиссов. В первом приближении допустимо считать оптимальным решением любое, находящееся в этой области. С целью дальнейшего уточнения оптимального решения вырабатывают схему компромисса. [c.42] Управление длительностью испытаний, формой образца должно быть построено на учете влияния формы на продолжительность и соотношение временных фаз растрескивания -инкубационной и субкритической, в противном случае такой способ приведет к снижению физической объективности опытов и нанесет ущерб надежности экспериментальной информации. При лабораторных испытаниях после выявления контролирующей фазы разрушения целесообразно изучение поведения металла во время инкубационной и субкритической фаз на различных образцах. [c.43] Диапазон испытательных нагрузок ограничивается снизу уровнем, при котором испытания имеют наибольшую допустимую из организационно-технических соображений продолжительность. Выше начинается область согласия, в которой уменьшению долговечности соответствует увеличение нагрузки. Она ограничена сверху уровнем нагрузки, при котором начинает изменяться механизм разрушения, обусловливающий растрескивание в производственных условиях. Областью компромисса между длительностью испытаний и надежностью информации по фактору нагрузки является диапазон смены механизма разрушения. Испытания в области высоких нагрузок сказываются не только на физическом подобии, но и Hd характере получаемой информации они не позволяют оценить пороговые напряжения ни при испытаниях, ни при эксплуатации. [c.43] Оптимизация многокритериальной системы с противоречиями возможна не только на основе компромиссов, но и за счет изменения свойств и структуры самой технической системы, Именно такой путь оптимизации представляется целесообразным по отношению к главным параметрам испытаний агрессивной среде и нагрузке. [c.44] В соответствии с представлениями о доминирующей роли водорода, внедренного в металл, в качестве количественного показателя воздействия среды применяется концентрация диффузионно-подвижного водорода (ДПВ). В производственной и лабораторной практике нефтегазодобывающих отраслей распространены два основных способа определения наводороживания. При первом в среду одновременно с объектом помещают образец-свидетель, по содержанию водорода в котором после обусловленной экспозиции оценивают наводороженность самого объекта. Во втором — регистрируют поток ДПВ через участок объекта с односторонним наводороживанием и с помощью расчета, принимая во внимание диффузионную проницаемость металла, судят о содержании ДПВ. В обоих случаях точность оценок связана со знанием закономерностей распределения ДПВ в металле и информацией о коэффициенте диффузии ). Имеются сведения, что распределение ДПВ отличается от распределения при концентрационной диффузии по закону Фика [130, 134], а коэффициенты диффузии по разным источникам могут различаться на три порядка [4, 9, 130]. Такое положение сдерживает использование количественных показателей наводороживания в исследовательской практике. [c.45] Расчет величин (Я , 1 , Я , ), характеризующих наводороживание, необходимо производить по данным эксперимента, в котором определяют по крайней мере для двух толщин величины стационарных потоков и общир количества ДПВ, содержащиеся в объеме образца. При использовании для обработки экспериментальных данных метода наименьщих квадратов необходимо испытать по меньшей мере образцы трех толщин. [c.49] Многие недостатки традиционных методов испытаний мОжно исключить, применяя коррозионные испытания при постоянной скорости деформирования [121]. Данный метод испытаний представляет собой разновидность испытаний на растяжение, при котором образец растягивается в коррозионной среде с постоянной скоростью полной деформации до разрушения. Корреляция этого метода испытаний с практической ситуацией менее очевидна, однако фактически в эксплуатационных условиях и во всех типах испытаний на сероводородное растрескивание субкритический рост трещины происходит в условиях медленной динамической деформации в ее вершине, скорость деформации зависит от уровня начальных напряжений и предела текучести материала. [c.49] Испытания с постоянной скоростью деформации проводят многие исследователи с целью определения склонности к К в различных сочетаниях металл — среда, включая нержавеющие стали в хлоридных растворах, растворах гидрооксида и карбоната, растворах кислот сплавы титана в спиртовых и солевых растворах, сплавы урана в воде, стали в вакууме, щлаке, в щелочных, нитратных и карбонатных растворах, в безводном и жидком аммиаке и сплавы меди в растворах аммиака [121]. [c.50] Для оценки склонности к КР под действием водорода стали А1814130 с различной термообработкой до уровней твердости НКС 28 и 32 проводили испытания образцов с расчетной длиной 25,4 мм и площадью поперечного сечения 20 мм. Образцы испытывали в 10 %-ном растворе Н ЗО , насыщенной Лз Оз. При этом их быстро нагружали до 0,9 сГо.2 а затем доводили до разрушения с постоянной скоростью деформации 2 10 . По результатам испытаний (время до разрушения, процентное уменьшение площади) и относительному удлинению установлено различие в склонности стали к КР под действием водорода в зависимости от предварительной термической обработки [из]. [c.50] В настоящее время особенно актуальна задача повыщения работоспособности деталей и узлов оборудования, контактирующего с водородсодержащими средами. Увеличение срока службы таких изделий обеспечивается проведением ряда мероприятий, одним из которых является применение защитных покрытий. Их выбор проводится с учетом условий эксплуатации защищаемого объекта (состава, температуры и давления рабочей среды, характера нагружения). Одним из перспективных способов защиты материалов от коррозии является нанесение ионно-плазменным методом нитрида титана на поверхность изделий, контактирующих с агрессивной средой. [c.54] Для определения стойкости против сероводородного растрескивания стали 20 без покрытия и с покрытием из нитрида титана проводили испытания в среде NA E плоских образцов с размером рабочей части 4 х 20 х 50 мм с постоянной скоростью деформирования 4,4x10 м/с [21]. [c.54] Данные, полученные по результатам испытаний параллельных опытов с идентичными образцами, свидетельствуют об отсутствии изменения механических свойств образцов с по- С крытием по сравнению с исходными при испытании без воз- действия коррозионной среды. Предел прочности образцов при воздействии сероводородсодержащей среды уменьщается, а предел текучести увеличивается, причем изменение величины предела текучести у образцов с покрытием на 20—30 МПа меньще, чем у исходных образцов. Последнее свидетельствует о меньщем водородном охрупчивании образцов с покрытием по сравнению с исходными. Относительное удлинение образцов с покрытием, а также время до их коррозионного растрескивания более чем в два раза выше, чем эти характеристики у исходных образцов, относительное сужение изменяется аналогично, только в меньшей степени (рис. 9). [c.54] Изломы образцов с покрытием имеют квазихрупкий характер. Коррозионные трещины на этих образцах зарождаются в местах микротрещин в покрытии, возникающих в процессе растяжения образцов, при нагружении их выше предела текучести основного металла. При этом наиболее вероятным местом зарождения коррозионных трещин являются участки микротрещин, пересекающие выходящие на поверхность подложки сульфидные включения. Возникновение сетки трещин на покрытии является следствием малой пластичности нитрида титана, поэтому данное покрытие целесообразно использовать для деталей и узлов оборудования, работающих при напряжении меньщем предела текучести основного металла. [c.56] Влияние покрытия алюминием ( 5 мкм), сформированного методом ионного легирования, на водородное охрупчивание высокопрочной мартенситостареющей стали состава, (%) 18,04 15,0 Сг 6,43 Мо 1,09 Т1 0,062 А1 С, Si, Мп, Р и 8 ниже 0,005 определяли при испытаниях на растяжение образцов с надрезом в атмосфере водорода при комнатной температуре и скорости деформации 1,7 мкм [117]. Как показали результаты экспериментов, предел прочности при растяжении в вакууме образцов с покрытием и без покрытия примерно одинаков и равен 2800 МПа. Предел прочности при растяжении образцов в атмосфере водорода снижался при давлении водорода выше 2,67 кПа, но во всех случаях коррозионно-механическая прочность образцов с покрытием была выше, чем у образцов без покрытия. [c.56] Результаты испытаний показывают, что высокая склонность к растрескиванию проявляется при температуре до 150°С, а предельное парциальное давление сероводорода, при котором отсутствует коррозионное растрескивание, составляет 0,001 МПа. С повышением температуры увеличивается величина предельного парциального давления сероводорода. Склонность к коррозионному растрескиванию нержавеющих сталей в хлоридных растворах, как правило, увеличивается при повышении температуры, поэтому предполагается, что растрескивание в диапазоне низких температур является сульфидным растрескиванием, а в диапазоне высоких температур — хлоридным коррозионным растрескиванием. [c.59] Конечность радиуса в вершине надреза р приводит к условности величины Х , но при постоянном р эту величину можно использовать для сравнительной оценки стойкости к водородному охрупчиванию различных материалов. Если прочностные свойства сравниваемых материалов существенно отличаются, то прёдлагается степень сохранения их работоспособности при наводороживании характеризовать отношением IT к Го,2 — пределу текучести ненадрезанных образцов. [c.60] Результаты оценки склонности к водородному охрупчиванию стали типа 09ХГ2Н с различным содержанием азота, полученные по данной методике, имели хорошую корреляцию с данными по длительной прочности образцов без надреза, испытанных при напряжении а = 0,7о ,2 и катодном наводороживании током плотностью 500 А/м. При этом экспрессный метод дает результаты, отличающиеся высохой воспроизводимостью при малой продолжительности испытаний. [c.60] Пороговый коэффициент интенсивности напряжений, имеющий в англоязычной литературе обозначение / Г/ сс согласно ГОСТ 9.903—81 обозначается Кц р. [c.61] Вернуться к основной статье