ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние механических факторов на коррозионный процесс из "Керамическая материалы для агрессивных сред " Известно, что конструкции, работающие в условиях совместного воздействия агрессивных сред и механических напряжений, подвергаются более сильному разрушению, чем в отсутствии последних. В современной технике за последние годы получили распространение различные высокопроизводительные процессы, протекающие в аппаратах в условиях высоких механических нагрузок, больших скоростей движения жидких и газовых сред, высоких давлений и температур, которые часто являются причинами преждевременного выхода из строя оборудования. [c.44] При механическом разрушении твердого тела под влиянием внешних усилий, передаваемых телу давлением среды в слоях тела, примыкающих к поверхности разрушения, расширяются микротрещины и образуются новые зародышевые трещины, т. е. создается зона повышенной трещиноватости, которая и является зоной пред-разрушения. [c.45] При изучении вопроса о прочности керамики в коррозионных средах необходимо учитывать изменение механических свойств (прочности, выносливости) под влиянием среды. Эти изменения зависят от наличия анизотропии, неоднородной дефектности и остаточной напряженности материала и обусловлены предысторией материала и его структурой. [c.45] Более активное влияние на механические свойства керамических материалов оказывает коррозионная среда при одновременном действии нагрузки, так как деформация материала активизирует воздействие среды. [c.45] В практике эксплуатации различной аппаратуры из керамики коррозионное трещинообразование наиболее часто наблюдается в конструкциях или узлах, в которых имеются остаточные напряжения после термической (обжиг, пайка с металлом) или механической (шлифование) обработки, напряжения, связанные с монтажом или сборкой, а также приложенные извне нагрузки, в условиях эксплуатации аппаратуры при повышенном давлении, изменениях температурного режима и др. [c.46] Коррозионное образование трещин наблюдается часто в материале шва и в околошовной зоне, где после паяния (сварки) с металлом изменяются состав и структура, образуются переходные слои и появляются растягивающие напряжения. Характер деформации материала сильно сказывается на его склонности к коррозион-1юму растрескиванию. Образование напряжений сжатия (например, в месте соединения с металлом) более благоприятно с точки зрения прочности соединения и уменьшает склонность материала к коррозионному трещино-образованию. [c.46] На возникновение коррозионных трещин в керамических изделиях и на интенсивность коррозии оказывает большое влияние характер агрессивной среды, ее концентрация, температура, структурные особенности материала и др. С повыщением температуры и увеличением концентрации среды коррозионное трещинообразование обычно увеличивается. [c.46] Склонность материалов к образованию трещин в результате коррозии зависит от их химического состава, от свойств, формы, характера распределения и величины поверхности структурных составляющих. Значительное влияние оказывают также процессы диффузии, вызывающие перемещение атомов в кристаллической решетке. Эти вопросы более детально будут рассмотрены во второй части этой книги. [c.46] Разрушение вследствие усталости обычно сопровождается образованием меж- и транскристаллитных трещин, которые развиваются главным образом в период приложения растягивающих напряжений. В условиях переменных напряжений материалы разрушаются при напряжениях, меньших, чем напряжения, необходимые для возникновения коррозионного растрескивания при растягивающих нагрузках. [c.47] Коррозионное разрушение керамических материалов при наличии механической нагрузки следует отличать от межкристаллитной коррозии, протекающей без механических напряжений в материале. Разрушения керамических материалов типа коррозионного трещинообразо-вания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в материале трещин и отсутствие на его поверхности значительных разъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря на большое количество исследований, механизм трещи-нообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. [c.47] Трещины, образовавшиеся в результате коррозии, часто представляют собой узкие щели, заполненные продуктами коррозии, что затрудняет доступ к дну трещин агрессивной среды по сравнению с поверхностью материала. В этих условиях усиливаются концентрационные коррозионные процессы. [c.47] Действие агрессивной среды на полнкристаллический материал из чистых окислов может приводить либо к реакции с поверхностными атомами материала, расположенными между гранями кристаллов с образованием продуктов реакции, обладающих больщим объемом и развивающих большие напряжения в материале либо же агрессивная среда только растворяет загрязнения (примеси) по границам зерен материала, ослабляя и разрыхляя его структуру, что способствует возникновению трещин под действием механических напряжений. Коррозия при трении наблюдается на сопряженных керамических поверхностях, подверженных поступательному или вращательному перемещению, и характеризуется износом трущейся пары, при котором продукты коррозии непрерывно удаляются. Особый вид коррозии при трении, так называемая фретинг-коррозия, возникает на сопряженных и сильно нагруженных поверхностях машин и механизмов, подверженных вибрации или колебательному перемещению (с очень малой амплитудой) относительно друг друга. В тех случаях, когда образующиеся продукты коррозии имеют повышенную твердость, последние еще больше усиливают абразивный износ материала. [c.48] Основным условием, обеспечивающим отсутствие возможности возникновения коррозионных трещин, является правильное конструирование аппаратуры с учетом соответствующего выбора керамического материала и рациональной технологии изготовления узлов и деталей аппаратуры. [c.48] В отдельных случаях весьма эффективным способом снижения коррозионного разрушения керамических материалов является обработка поверхности механическая (шлифование или полирование), химическая (травление), термическая или химико-термическая. Применяют также защитные покрытия и обмазки. [c.48] Способы защиты от коррозионной усталости керамических деталей и аппаратов в значительной мере аналогичны рассмотренным выще методам защиты от коррозионного трещинообразования. [c.49] Вернуться к основной статье