Коррозионное растрескивание определение

Если металл при постоянном растягивающем напряжении в специфической коррозионной среде растрескивается сразу после нагружения или спустя определенное время, это разрушение называется коррозионным растрескиванием под напряжением (КРН). Такое определение приложимо и к растрескиванию, вызываемому абсорбцией водорода, выделяющегося в процессе коррозионной реакции. Различие между этими двумя типами растрескивания обсуждается в гл. 7. [c.29]

Почти все конструкционные металлы (например, углеродистые и низколегированные стали, латунь, нержавеющие стали, дюраль, магниевые, титановые и никелевые сплавы и многие другие) подвержены в определенных условиях КРН. К счастью, число химических сред, вызывающих подобные разрушения, ограничено, а требуемый для растрескивания уровень напряжений достаточно высок и нечасто достигается на практике. Накопив знания об условиях возникновения опасности коррозионного растрескивания (воздействие специфических сред, уровень допустимых напряжений), в дальнейшем при проектировании конструкций удастся исключить возможность коррозионного растрескивания под напряжением. К сожалению, не все металлические конструкции, испытывающие большие напряжения, проектируются сейчас о учетом возможности растрескивания. [c.29]

Коррозионная усталость проявляется в разнообразных водных средах, в отличие от коррозионного растрескивания, вызываемого определенными, специфичными для каждого металла ионами. Под действием коррозионной усталости происходит разрушение стали в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов сгорания, в других распространенных химических средах при этом чем выше скорость общей коррозии, тем быстрее металл разрушается вследствие коррозионной усталости. [c.157]

При проведении диагностирования технического состояния с целью определения ресурса безопасной эксплуатации хранилища жидкого аммиака необходимо отнести к сосудам 1-й группы. В соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением и ОСТ 26-291, объем контроля сварных соединений должен составлять 100%. Аммиак - трудногорючее токсичное вещество и в соответствии с ГОСТ 12.1.007-98 относится к четвертому классу опасности. В аммиачных сосудах возможно появление одного из наиболее опасных видов коррозии - коррозионного растрескивания, которое возникает н зонах с повышенными значениями остаточных напряжений, прежде всего в сварных соединениях. [c.14]

Высокая коррозионная стойкость сплавов принципиально не исключает возможность появления так называемого коррозионного растрескивания даже в средах, где установлена их высокая коррозионная стойкость. Поэтому коррозионное растрескивание представляет большую опасность. Она заключается в том, что разрушение вязкого в нормальных условиях металла, подверженного одновременно воздействию напряжения и определенной активной среды, происходит хрупко, т.е. без заметных деформаций и при напряжениях, более низких, чем временное сопротивление и даже предел текучести. Этот вид разрушения наиболее характерен для высокопрочных металлических материалов, склонных к пассивации, но находящихся, однако, в условиях, когда пассивное состояние под влиянием агрессивной среды может нарушаться в зоне максимальных напряжений. У титана вследствие высокой устойчивости пассивного состояния и быстрой регенерации во многих средах пассивных оксидных пленок при их механическом повреждении, а также из-за достаточной пластичности чувствительность к коррозионному растрескиванию оказалась во много раз меньше, чем у высокопрочных и нержавеющих сталей, алюминиевых и магниевых сплавов. Но по мере разработки более прочных титановых сплавов и расширения области их применения были установлены случаи явного коррозионного растрескивания и определены многие агрессивные среды, способствующие этому явлению. [c.32]

Изложенные выше данные позволяют достаточно точно и подробно оценить условия образования трещины при коррозионном растрескивании. Вместе с тем эти факторы еще не полностью раскрывают природу развития трещины. При анализе ее развития следует обращать внимание на особенности вида излома. Поверхность излома коррозионного растрескивания всегда темная, похожая на поверхность излома замедленного разрушения псевдо-а-титановых сплавов, имеющих повышенное содержание водорода. Как известно, в таких сплавах под действием напряжений или в результате пластических деформаций может происходить в определенном временном интервале распад пересыщенной водородом а-фазы с выделением мелкодисперсных гидридов (необратимая водородная хрупкость II рода). Темный цвет поверхности излома, видимо, связан в этом случае также с наличием на поверхности излома гидридов [c.63]

При действии растягивающих напряжений, уровень которых меньше предела текучести титанового сплава при определенной температуре, возникновение дефектов в оксидной пленке возможно лишь в том случае, если толщина оксидного слоя становится больше некоторого критического значения. Чем выше напряжение, тем при меньших толщинах пленки должны возникать в ней дефекты. Вместе с тем чем выше температура, тем быстрее достигается критическая толщина оксидной пленки. После возникновения микроразрушений в оксидном слое возможно протекание электрохимических реакций, близких к реакциям при коррозионном растрескивании в водных растворах, и химических реакциях, возникающих при контакте титана с солями [c.76]

Если необходимо оценить влияние на локальную коррозию отложений продуктов коррозии, то на внутреннюю поверхность опытных вставок кипятильных и экранных труб в наиболее теплонапряженных зонах наносят слой композиции, состоящей из связующего (обычно бакелитового лака) и наполнителя - продуктов коррозии (оксидов, гидроксидов железа). С этих искусственных наростов также изготавливают гипсовые слепки. Контрольные слепки делают с поверхности чистого, без отложений и дефектов металла и хранят в сухом месте для того, чтобы их можно было сравнить с полученными при последующих остановах. Такое сравнение дает возможность оценить интенсивность развития локальной, подшламовой, нитритной коррозии, а также коррозионного растрескивания. Глубину язвин определяют по высоте выступов слепка, площадь измеряют планиметром теплотехнического прибора, применяемого для определения площади индикаторных диаграмм. [c.16]

Характер разрушения — пластичное или хрупкое при однократном нагружении, усталостное, от длительного действия статической нагрузки и т. д. В некоторых случаях только анализ излома не дает однозначного ответа на вопрос о характере разрушения, например, не всегда удается отличить изломы замедленного разрушения от хрупких однократных или изломов коррозионного растрескивания. В таких случаях другие данные (об условиях службы, условиях обнаружения разрушения (трещины), металлографическое исследование и т. д.) позволяют с большей определенностью отнести излом к тому или другому виду. Однако и в этих случаях на долю анализа излома остается задача выявления и уточнения различных обстоятельств разрушения и способствующих разрушению факторов. [c.173]

Кинетику затухания экзоэлектронной эмиссии сплавов Fe—Ni определяли при локальном нагружении алмазной пирамидой (пластический укол) или нагреве в напряженном состоянии сплавов. На рис. 38 показано изменение времени до разрушения и величины Л шах. определенной как максимальная величина эмиссии, в зависимости от содержания никеля. Появление склонности к коррозионному растрескиванию сплава при снижении содержания никеля менее 30% сопровождается резким ростом экзоэлектронной эмиссии после локальной деформации. Аналогичная зависимость наблюдается и в случае измерения эмиссии после [c.107]

Следует заметить, что электрохимическая гетерогенность сварного соединения, обусловившая избирательный характер коррозии, сама по себе не является достаточным условием появления наиболее опасного вида разрушения типа коррозионного растрескивания, возникающего только при определенных сочетаниях [c.219]

Коррозионное растрескивание под напряжением вызывают только растягивающие механические напряжения выше определенного критического уровня. Напряжения сжатия абсолютно безопасны. Можно учитывать остаточные напряжения после холодной деформации, например сгибания или сильного вытягивания, и наложенные напряжения от действующей нагрузки. [c.34]

Если процесс деструкции будет проходить в диффузионно-кинетической области (случай, наиболее характерный для листовых покрытий), то наиболее вероятным становится локальное нарушение сплошности, вызываемое коррозионным растрескиванием покрытия. При деструкции полимера во внутренней диффузионно-кинетической области в полимерном покрытии образуется слой деструктивного материала, менее прочный и более хрупкий, чем слой, в котором деструкция еще не прошла. Этот охрупченный слой движется по мере проникновения среды в полимер и служит источником зарождения трещин, которые при определенных условиях могут прорастать в глубь неповрежденного материала. [c.48]

В хлоридных, сероводородных, щелочных, аммиачных и некоторых других средах коррозионные потери металла также не всегда характеризуют его работоспособность — при определенных условиях эксплуатации в таких средах возможно растрескивание металла. Коррозионное растрескивание рассматриваемого типа явление очень сложное. Имеющаяся по этим вопросам количественная информация отрывочна, разрозненна и часто противоречива, Далек от полной ясности даже перечень факторов, определяющих интенсивность этого опасного явления. В некоторых случаях основным является уровень напряжений, в других — присутствие окислительных примесей в среде, в третьих — наличие ватерлинии, в четвертых — состояние металла. Хотя сейчас еще невозможно дать систематизированные рекомендации по условиям безопасного применения материалов в таких средах, сочтено все же полезным привести критически составленные сводки наиболее надежных данных о склонности материалов к коррозионному [c.81]

Коррозия и механические свойства. Растяжение за пределом упругих деформаций увеличивает скорость коррозии. Если напряжения в металле ниже определенного уровня, разрушения не наступает даже при значительной продолжительности испытаний в коррозионной среде. Здесь предполагается, что уменьшение поперечных размеров элемента вследствие коррозии невелико и его можно не принимать во внимание. При превышении же указанного уровня напряжений отрезок времени от нагружения до разрушения уменьшается с увеличением уровня напряжений. Этого в отсутствие коррозии не наблюдается. Имеет место явление так называемого внутрикристаллического и межкристаллического коррозионного растрескивания. В условиях определенных напряженных состояний (возникающих, например, при растяжении с кручением) и наличия коррозионно активной среды происходит охрупчивание материала. [c.273]

Во время эксплуатации многие высокопрочные алюминиевые сплавы при определенных условиях могут разрушаться при напряжениях значительно более низких, чем предел текучести, в результате КР (коррозионного растрескивания). Большие потенциальные потери несущей способности конструкций из-за КР могут быть оценены по данным, приведенным в табл. 4 (см. значения порогового уровня напряжений при КР). Так как такое растрескивание часто имеет место при напряжениях ниже уровня предела текучести, для анализа этого процесса могут быть применены основные положения линейной механики вязкого разрушения. Основным в механике разрушения является положение, согласно которому быстрое распространение механической трещины происходит при условии, что коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины будет равным или несколько превышать критическое значение Ки, характеризующее вязкость разрушения материала. [c.151]

В 1966 г. были представлены результаты [151] по определению общей коррозии и коррозионного растрескивания титановых сплавов в жидких мета,ллах. [c.353]

Горячие соли. Общепринято, что, хотя чистый титан и устойчив против высокотемпературного солевого коррозионного растрескивания, большинство сплавов проявляют некоторую степень чувствительности к КР- Влияние состава и термической обработки особенно полно не аргументировано, однако могут быть сделаны следующие качественные наблюдения. В работе [166] использованы гладкие плоские образцы для определения чувствительности к КР серии бинарных сплавов в среде воздух—хлор при 427 С. Было показано, что наиболее вредными элементами, которые способствуют растрескиванию при наименьших концентрациях, были А1, 5п, Си, V, Сг, Мп, Ге и N1. Элементами, требующимися в больших концентрациях для активизации растрескивания, были 2г, Та и Мо. В большинстве опубликованных классификаций указывается, что а-сплавы имеют тенденцию к большей [c.373]

Ниже перечислены титановые сплавы, проявляющие определенную склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением (порядок следования не соответствует степени склонности звездочками отмечены экспериментальные сплавы) [78]. Нелегированный Ti (с высоким содержанием кислорода, т. е. 0,317 7о) [c.123]

Наряду с регулированием состава сплавов и подбором режимов термообработки изучаются и другие методы борьбы с коррозионным растрескиванием. Например, при определенных условиях растворение металла в вершине трещины приостанавливается при протекании катодного тока. Если цепь тока разорвать, то растворение металла в трещине возобновляется. Рост быстро развивающихся трещин таким способом остановить не удается. Для получения катодного тока можно нанести на поверхность титана защитное покрытие из расходуемого металла, например цинка. Однако металлические (и органические) покрытия на титан наносить труднее, чем, например, на алюминий. Большинство попыток использования покрытий для предотвращения коррозионного растрескивания титана в морской воде было неудачным. [c.126]

Когда сплав Ni—Си 400 сваривали по методу TIG присадочным металлом 60, сварные швы подвергались интенсивной питтинговой коррозии как в воде, так и в донных отложениях после экспозиции в течение 402 сут на глубине 760 м. Однако они корродировали равномерно после 181 сут экспозиции на поверхности. Стыковые швы сплава Ni—Си 400, сделанные ручной электросваркой в атмосфере инертных газов с использованием электрода 190, были подвержены небольшой питтинговой коррозии в морской воде и донных отложениях после 189 сут экспозиции на глубине 1800 м и язвенной коррозии сварного шва после 540 сут экспозиции на поверхности. Круговые сварные швы диаметром, 7,6 см с неснятым напряжением, сделанные в образцах сплава Ni—Си 400 ручной электросваркой в атмосфере инертных газов с использованием электрода 190, корродировали равномерно в морской воде и донных отложениях после 189 аут экспозиции на глубине 1800 м. Круговые сварные швы с неснятым напряжением применялись для определения воздействия сварочных напряжений на коррозионное растрескивание сплавов. Когда сплав Ni—Си 400 сваривался ручной электросваркой в атмосфере инертных газов с использованием электродов 130 и 180, сварные швы корродировали равномерно после 181 сут экспозиции на поверхности и 402 сут экспозиции на глубине 760 м. После 402 сут экспозиции на глубине 760 м не наблюдалось предпочтительной коррозии сварного шва, когда сплав Ni—Си 400 сваривался методом TIG с использованием электрода 167. Однако сварной шов подвергался избирательному коррозионному воздействию и был покрыт налетом меди после 403 сут экспозиции на глубине 1830 м [7]. [c.305]

Однако даже априорный анализ скачкообразного механизма развития трещин приводит к мысли, что и на данном этапе первопричиной разупрочняющего воздействия среды является корро-зионнь1Й процесс Действительно, водородное охрупчивание и коррозионное подрастание трещины взаимосвязаны, тйк как анодный процесс (локальная коррозия) и катодный процесс (восстановление водорода) — это сопряженные реакции. Без анодного процесса окисления металла восст1аиовление водорода на металле невозможно, так как при этом поставляются электроны, необходимые для восстановления водорода. Кроме того, гидролиз в трещине продуктов коррозии обусловливает под-кисление среды, т. е. появление ионов водорода, которые, пройдя стадию восстановления на поверхности металла, абсорбируются металлом. Если трещины коррозионного растрескивания определенную часть своего пути развиваются скачкообразно, то для коррозионной усталости превалирует скачкообразный механизм развития треищн. [c.71]

В открытом сосуде В шпиндельном аппарате В аппарате переменного погружения Б конвейерно.м аппарате Б струевом аппарате Б кислородном коррозиометре (объемный метод) В водородном коррозиометре (объемный метол) Во влажной камере. В газовой камере Определение электродных потенциалов Определение потенциала пробивания Определение поляризационных диаграмм Определение силы коррозионного тока Микроэлектрохимически е методы Определение коррозионной усталости Испытание на коррозионное растрескивание Определение склонности к межкристаллитной коррозии [c.85]

С современной точки зрения этот вывод представляется отчасти верным, но, несомненно, наблюдается также дополнительный эффект, связанный с нейтрализацией NaH Oj серной кислотой. При этом предотвращается накопление в котлах NaOH в результате реакций гидролиза, аналогичных (2). В принципе сульфаты должны обладать определенным ингибирующим действием ввиду предполагаемой способности сдвигать критические потенциалы коррозионного растрескивания под напряжением в область значений, которая удалена от потенциалов коррозии. Однако действие сульфатов в этом плане, видимо, менее эффективно, чем нитратов. [c.292]

При моноэтаноламиновой очистке природного газа происходит на-водороживание стали в растворах МЭА, содержащих и не содержащих сероводород. Наводороживанию стали при коррозии в МЭА способствует образование комплексного соединения железа с МЭА и связанное с этим разблагороживание равновесного потенциала стали. В растворах МЭА склонность углеродистых и низколегированных сталей к коррозионному растрескиванию проявляется лишь при превышении определенного уровня напряжений. Присутствие сероводорода в растворе снижает температурный предел, выше которого проявляется склонность стали к коррозионному растрескиванию. [c.34]

Оборудование нефтяной и газовой промышленности эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях. Долговечность и надежность работы оборудования во многом зависят от технико-экономической характеристики применяемых конструкционных материалов. К ним предъявляются очень высокие требования они должны обладать определенным комплексом прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур хорошими технологическими свойствами, не должны быть дефицитными и дорогими. Во многих случаях предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости материала, особенно к специфическим видам разрушения — водородному охрупчиванию, коррозионному растрескиванию, межкрнсталлитной коррозии и др. Важное значение при выборе конструкционных материалов имеют металлоемкость и масса оборудования. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, во многих районах намечается тенденция увеличения глубины скважин. В связи с этим весьма перспективно использование конструкционных материалов с высокими удельной прочностью, плотностью, коррозионной стойкостью и отвечающих также другим требованиям. К таким материалам относятся прежде всего алюминиевые сплавы, получающие все более широкое применение в нефтяной и газовой промышленности, неметаллические материалы, титан и его сплавы. Эти материалы могут быть использованы также в виде покрытий, что позволяет значительно расширить диапазон свойств конструкционных материалов и увеличить долговечность оборудования. Конструкционный материал должен обладать высокими показателями прочности — времен- [c.23]

Оценку склонности к коррозионному растрескиванию в расплавах солей ведут. по скорости роста трещины при определенном коэффициенте интенсивности разрушения. Зависимости скорости развития трещины от коэффициента интенсивности напряжений имеют тот же характер, что и эависимости, получаемые при растрескивании титана в водных растворах галогенидов (см. рис. 22). С повышением температуры расплава Солей скорость раэвития коррозионной трещины увеличивается. Наличие небольшого количества воды (10—50 мг/кг) в расплаве незначительно сказывается на коррозионном растрескивании. Существенную роль играет состав [c.47]

Таким образом, изменение состава коррозионной среды в результате процессов электрохимического растворения титана и накопления продуктов коррозии может в определенных условиях активизировать анодный процесс. Если в результате пластической деформации в коррозионной среде создается активная поверхность металла с достаточно большой плотностью анодного тока, а геометрические размеры щели таковы, что отсутствует обмен внутрищелевого раствора с основной средой, могут сложиться условия, когда процесс коррозионного растрескивания будет спонтанно развиваться. Поэтому возможность конвекционного обмена внутрищелевого раствора с окружающей средой в значительной степени зависит от степени раскрытия трещины, которая определяется величиной ядра упруго-пластической де формации в вершине трещины и пропорциональна отношению Ку а ) . Так как раскрытие трещины является макро-характеристикой, косвенно отражающей локальные пластические деформации в ее вершине, у материала с большой предельной пластичностью наблюдается и большее раскрытие краев дефекта до образования трещины в вершине. [c.63]

Из изложенного следует, что коррозионные туннели возникают и развиваются по вполне определенным кристаллографическим плоо остям в направлении, соответствующем минимальному сопротивлению пластической деформации. Это находит хорошее экспериментальное подтверждение при исследовании характера развития трещины коррозионного растрескивания. В пределах одного фрагмента (колонии а-фазы одной направленности) трещина имеет прямолинейный характер. Вместе с тем для коррозионного растрескивания характерно многочисленное ветвление трещины. Именно в результате ветвления трещины на металлографических шлифах, как правило, наблюдаются отдельные прямые трещины, не связанные с магистральной (рис. 39). Какова же при таком механизме роль скола Скол при коррозионном растрескивании появляется в результате восходящей диффузии водорода, адсорбированного стенками туннелей, в подповерхностные слои в вершине трещины в области максимальных напряжений. Скол происходит по выделившимся мелкодисперсным гидридам на плоскостях базиса. Оголяя ювенильную поверхность, скол позволяет коррозионной среде выбирать новую благоприятную кристаллографическую ориентировку в соседних плоскостях. Если скол не происходит, а туннели сочетаются с неблагоприятными ориентировками, процесс коррозионного растрескивания тормозится. [c.67]

Приведенная выше схема, описывающая механизм коррозионного растрескивания а- и псевдо-а-сплавов титана, достаточно хорошо подтверждается экспериментальными данными по коррозионному растрескиванию (а + Р) -и /3-сплавов. В процессах коррозионного растрескивания единственным отличием этих сплавов от а-сплавов является возможность протекания интенсивного анодного растворения в -фазе при определенном ее составе. Наличие в составе /3-фазы хрома или марганца в сочетании с примесями внедрения способствует появлению сегрегатов с существенно более низким электрохимическим потенциалом, обеспе- [c.72]

Коррозионные испытания проводили применительно к условиям работы материалов оборудования глиноземного производства. Агрессивной средой служил щелочной раствор NaOH. Коррозионное растрескивание определяли на вилкообразных образцах в горизонтальных автоклавах при температуре 320° С и давлении 10 МН/м (100 ат). Величину растягивающих напряжений в образцах устанавливали равной 0,90. . Время до разрушения определяли по результатам испытаний трех образцов. Методика опытов по определению интенсивности экзоэлектронной эмиссии подробно описана в нашей статье [87]. [c.104]

На рис. 34 показано изменение времени до разрушения и величины Nmsit, определенной как максимальная величина эмиссии по данным рис. 32, в зависимости от содержания никеля. Появление склонности к коррозионному растрескиванию сплава при понижении содержания никеля менее 30% сопровождается npwuM ростом зкзозлсктрокной амиссии после локальной деформации. Аналогичная зависимость наблюдается и в случае измерения эмиссии после нагрева сплава в напряженном состоянии, т. е. при определении по данным рис. 33. Как видно из рис. 34, [c.106]

Оксидные и фосфатные покрытия в определенной степени эа-u iujiaioT стальные детали от коррозионного растрескивания в нейтральных и щелочшхх средах при сравнительно невысоких уровнях нагружения. Особенно перспективно в этом случае [c.128]

Коррозия под напряжением характерна для латуней, и, чем выше содержание в них цинка, тем яснее она выражена. Двухфазные OS + Р- или р + усплавы подвергаются коррозионному" растрескиванию под действием влажного воздуха. Коррозионное растрескивание а-латуней вызывают аммиачные растворы или воздух, содержащий аммиак. Вредное влияние оказывают цаже незначительные примеси аммиака микробиологического происхождения. Коррозионное растрескивание может быть вызвано и другими коррозионными агентами. Этот вид коррозии наблюдается и у нелегированной меди, содержащей 0,1 7оР, когда по границам зерен выделяется фосфид меди с низким пределом текучести. Остальные медные сплавы также чуствитель-ны к коррозии под напряжением, но в меньшей степени, чем латунь. Трещины в а-латуни распространяются по границам зерен, в то время как в р-латунях сначала появляется межкри-сталлитная коррозия, которая через определенное время переходит в транскристаллитную. [c.117]

Водородное охрупчивание сравнительно просто проявляется в механических свойствах материала наиболее заметные изменения, как это следует из самого названия, чаще всего наблюдаются в параметрах пластичности. Коррозионное растрескивание, опять же по определению, связано с взаимодействием с окружающей средой, что может значительно усложнять явление. В настоящее время известно много самых различных комбинаций среда/материал, при которых возникает КР. В данной главе основное внимание будет уделено таким средам, где (по крайней мере при определенных условиях) может образовываться водород. Это дает возможность применить знания, связанные с поведением водорода в металлах. Такие условия существуют в большинстве распространенных сред (в частности, в водных хлоридсодержащих растворах). [c.48]

Из ЭТИХ различных видов представления данных следуют два пути описания или определения чувствительности к коррозионному растрескиванию титановых сплавов 1) абсолютная величина Сгкр и отношение KiupIKi и 2) скорость роста трещины при различных значениях коэффициента интенсивности напряжений. [c.313]

При определенных рел нмах холодной деформации и термообработки образцы каждого из этих сплавов выдерживали приложенное напряжение от 1125 до 1376 МПа в течение 6,7 лет, не испытывая коррозионного растрескивания. При других режимах предварительной обработки происходило разрушение образцов. Например, при холодной деформации до 60 % и последующей термообработке в течение 2 ч при 590 С один образец из стали типа 201 при прилол<епном напряжении 985 МПа (75 % предела текучести) разрушился за 702 дня, а другой — за 2226 дней. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...