Разрушение Среды, вызывающие растрескивание

Это - разрушение материала под воздействием статических растягивающих напряжений и специфического влияния среды, причем коррозионная среда, вызывающая растрескивание под напряжением, специфична для данного материала. [c.284]

В большинстве работ, проведенных на низкопрочных сталях, в качестве коррозионной среды, вызывающей растрескивание, использовали нитраты. Поэтому данные, приводимые ниже, относятся к кипящим концентрированным растворам нитратов, ели это не оговорено особо. Средние н высокопрочные стали, которые используются в оборудовании нефтедобывающих скважин и других областях техники, чаще испытывают в средах, содержащих хлориды и сульфиды, но вопросы, связанные с разрушением этих сталей, будут рассмотрены в другом разделе (см. раздел 5.4). [c.242]

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]

Интенсивные коррозионные разрушения характерны для конструкций, работаюш.их в жидких средах, вызывающих электрохимическую коррозию. Особенно опасный вид разрушения — коррозионное растрескивание возникает при одновременном действии коррозионной среды и статических или повторно-статических нагрузок. При этом свойства металла, определяющие его восприимчивость к коррозионному воздействию среды, непосредственно связаны с параметрами технологического процесса. [c.440]

Средами, вызывающими коррозионное растрескивание, являются водные растворы хлористых солей, щелочей, растворы некоторых азотнокислых солей и органических сое динений, а также паровая среда энергетических установок Связь между разрушающим напряжением и временем до разрушения при коррозионном растрескивании можно представить в виде кривой, представленной на рис 161 Видно, что существует напряжение Окр — предел длитель ной коррозионной стойкости, ниже которого коррозионного растрескивания не наблюдается Соотношение между проч постными характеристиками и Окр коррозионностойких сталей различных классов приведено в табл 32 [c.270]

Исходя из этих закономерностей, среды, вызывающие коррозионное растрескивание и охрупчивание материала, резко увеличивают влияние остаточных напряжений среды нейтральные и пластифицирующие материал несущественно изменяют роль остаточных напряжений в процессе разрушения по сравнению с влиянием последних в отсутствие среды. [c.516]

Склонность сплавов к этому опасному виду коррозионного разрущения определяется структурой металла, величиной и характером напряжений, а также составом коррозионной среды.. Коррозионные среды, вызывающие избирательное разрушение сплава, способствуют коррозионному растрескиванию его. [c.267]

Отмечено также и для металлов, что в сильно агрессивных средах, вызывающих равномерную общую коррозию, возникновение коррозионного растрескивания гораздо менее вероятно, чем в средах, которые вызывают местное коррозионное разрушение, например з средах, поддерживающих металл на границе пассивного и активного состояний [c.260]

Коррозионное растрескивание, вызывающее в пластичном материале хрупкое разрушение при нагружении в агрессивной среде, является процессом многофакторным его действие зависит от условий нагружения и вида агрессивной среды, ряда металлургических факторов (химический состав и структура сплавов). [c.56]

При испытаниях с постоянной скоростью деформирования достигается равновесие между скоростями механических процессов, способствующих вязкому разрушению, и скоростями коррозионных процессов, вызывающих хрупкое коррозионное растрескивание. В случае высоких скоростей деформирования вязкое разрушение образца произойдет прежде, чем коррозионные процессы окажут необходимое воздействие. При слишком медленной скорости деформирования на поверхности испытуемого металла возможно образование защитных пленок, замедляющих процесс КР. Кроме того, неоправданно увеличивается время испытаний. Поэтому одним из основных параметров испытаний является величина оптимальной скорости деформирования, которая зависит от исследуемой системы металл — среда и должна наряду с остальными параметрами обеспечить соответствие механизма разрушения испытуемого материала разрушению его в условиях эксплуатации или при стандартных коррозионных испытаниях. В большинстве систем коррозионное растрескивание происходит при скоростях деформации в пределах 10" —с 1. [c.104]

Мерами борьбы с коррозионным растрескиванием могут быть уменьшение или снятие внутренних растягивающих напряжений (эффективно также создание напряжений сжатия на поверхностях, подвергающихся коррозии), предупреждение попадания в коррозионную среду элементов, вызывающих разрушение ионов С1-, щелочей КОН, НаОН и др.), ингибирование среды. В некоторых случаях для борьбы с коррозионным растрескиванием может быть рекомендована катодная защита, од- [c.21]

Рассматривая в совокупности изложенные выше представления о соответствующем балансе между электрохимической активностью и пассивностью, можио считать, что локализованная коррозия возникает различными путями и является следствием проявления ряда различных механизмов, вызывающих коррозионное растрескивание. Если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются непрерывные области сегрегации или выделений (обычно по границам зерен), отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, тогда потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии (МКК) может быть под действием механических напряжений реализована в межкристаллитное разрушение. В том случае, когда предварительно существующие активные участки находятся в пассивном состоянии, тогда деформация может активизировать их за счет разрушения защитной пленки и, возможно, за счет растворения возникающих ступенек сдвига, обладающих повышенной электрохимической активностью. В последнем случае решающая роль напряжений или деформации проявляется для таких сплавов, которым присуща недостаточная пластичность и склонность к хрупкому разрушению. Энергия, необходимая для хрупкого разрушения, может быть уменьшена за счет или адсорбции специфических компонентов, или образования хрупких фаз в вершине трещины, или внедрения водорода в решетку впереди вершины развивающейся трещины. Предполагают, что эти три различных механизма коррозионного растрескивания должны рассматриваться как протекающие непрерывно с постепенным переходом от одного механизма к другому, поскольку постепенно над коррозионным процессом начинают преобладать процессы, обусловленные действием напряжений или деформации. Переход от одного механизма к другому может быть следствием изменения или характеристик самого сплава, или условий внешней среды. [c.231]

Насыщенные (ненодкисленные) растворы солей не относятся к числу сред, вызывающих коррозионное растрескивание малоуглеродистых сталей, однако на практике известны многочисленггьге случаи разрушения сварных соединений трубопроводов, транспортирующих высокоминерализованные жидкости, по механизму коррозионной усталости. Поэтому в качестве коррозионной модельной среды использовали водный раствор хлорида натрия (концентрация 310 г/л). [c.236]

Метод нейтрализации — защелачивания сред, вызывающих сероводородное растрескивание стали, базируется на упомянутом выше резком снижении наводороживания и растрескивания металла при переходе от кислых к щелочным сероводородным растворам. Отмечается [47] прекращение растрескивания при pH > 9,5. Однако для оборудования из высокопрочных сталей рекомендуется [48] защелачивание до pH 13. Нейтрализацию обычно осуществляют путем введения аммиака или растворов едкого натра. При использовании последних необходимо принять меры предосторожности против возникновения другого опасного вида разрушения — щелочного растрескивания стали (см. гл. 4). Введение аммиака (без жесткого контроля pH) допускается лишь в системы, не содержащие элементов оборудования из медноцинковых и медноалюминиевых сплавов (в присутствии аммиака эти сплавы подвергаются коррозионному растрескиванию). Никель и никелемедные сплавы неустойчивы в растворах аммиака, особенно при повышенных температурах. [c.61]

Каждой марке высокопрочной стали соответствует свое сочетание минимальных внутреннего напряжения в металле и концентрации НгЗ в среде, которые способны вызвать растрескивание стали. Чем выше склонность к сероводородному растрескиванию (обусловленная прочностными характеристиками), тем меньшие концентрации сероводорода и напряжения в металле достаточны для разрушения (рис. 38). Так сталь НТ80 (сгв = 800 МПа), отличающаяся наиболее высокой склонностью к растрескиванию, разрушается при более низких концентрациях НгЗ, чем стали НТ70 и НТ60 (табл. 2). Для всех сталей минимальное напряжение, вызывающее растрескивание, снижается с ростом этой концентрации [137]. [c.63]

Усталостно-прочностные свойства резин определяются их утомлением, когда под действием механических напряжений происходит разрушение. Утомлению способствуют также действие V света, тепла, агрессивных сред и т. п. Последние факторы вызывают старение. Число циклов нагружения, которое выдерживает, не разрушаясь, образец, называется усталостной выносливостью при динамическом утомлении. Усталостному разрушению сильно способствует действие озона, вызывающее растрескивание поверхностного слоя, особенно для резин на основе НК, СКИ, СКБ, СКС и др. Почти не подвержены озонному растрескиванию резины на основе бутилкаучука и хлоропренового каучука. По работоспособности при нагревании резины из НК вследствие пониженной химической сто11 кости даже не превосходят резин из СКБ. Для обеспечения высокой усталостной прочности необходимы высокая прочность, малое внутреннее трение и высокая химическая стойкость резины. При повышенных температурах (150° С) органические резины теряют прочность после 1—10 ч нагревания, резины на СКТ могут при этой температуре работать длительно. Прочность силоксановой резины при комнатной температуре меньше, чем у органических резин, однако при 200° С прочности одинаковы, а при температуре 250—300° С даже выше (рис. 237). Особенно ценны резины на СКТ при длительном нагревании. [c.448]

Транскристаллитное коррозионное растрескивание. под напряжением, к которому чувствительны аустенитные сорта, также можно отнести к селективной коррозии. Это явление подробно обсуждается в разделе 8.3, Коррозионные среды, вызывающие подобные разрушения, очень специфичны чаще всего это хлориды. Для начала растрескивания необходимо критическое сочетание уровня напряжения и концентрации хлоридов, а на практике такие разрушения в большинстве случаев происходят в горячем металле. Все аустенитные стали (см, табл, 1,8) чувствительны к растрескиванию примерно в одинаковой степени. Ферритные стали (см, табл. 1,7), судя по всему, не склонны к растрескиванию, но недавно было замечено, что легирование никелем, медью или кобальтом может вызвать чувствительность к растрескиванию и в ферритной структуре, Мартеи-ситные сорта в смягченном состоянии ие поддаются транскристаллитному растрескиванию, однако в упрочненном состоянии такое растрескивание под напряжением может начаться, причем его вероятность, как правило, возрастает при повышении прочности материала. Мнения о том, является ли транскристаллитное растрескивание в этом случае в действительности селективной коррозией, или это в основном лишь из форм хрупкого разрушения, расходятся (хотя для инженера решение этого вопроса не столь существенно). Коррозионные среды, в которых может происходить такое разрушение, не столь специфичны, как для аустенитных сталей. Исчерпывающий обзор межкристаллитной коррозии сплавов Ре— N1—Сг с учетом влияния напряжений дан в работе Коуэна и Тедмана [8а]. [c.33]

Часто утверждается, что коррозионные среды, вызывающие коррозионное растрескивание, весьма специфичны, но достаточно обширный перечень коррозионных сред [6], которые названы в качестве ускорителей растрескивания, вызывает большое сомнение в таком утверждении. Ясно, что не все коррозионные среды способствуют коррозионному растрескиванию, но заключение об их специфичности может привести к ошибочным результатам в определенных практических случаях. Ясно, что для распространения трещин при коррозии под напряжением необходимы значительно большие скорости коррозии по сравнению со скоростями процессов растворения, которые имеют место на поверхности металла, включая стенки трещины. В противном случае может наблюдаться только общая и питтинговая коррозии. По существу для реакционноспособных металлов, подобных малоуглеродистым сталям большая часть экспонируемой поверхности будет находиться в пассивном состоянии, реализуя, таким образом, условия, при которых происходит коррозионное растрескивание, если коррозионная среда будет обладать значительным окислительным потенциалом. Нитраты и гидроокиси, являющиеся в определенных условиях, анодными ингибиторами коррозии углеродистых сталей, обладают довольно значительным окислительным потенциалом и поэтому их анионы могут способствовать процессу коррозионного растрескивания углеродистых сталей. Среды, получаемые в результате сухой перегонки угля, которые также вызывают коррозионное растрескивание низкоуглеродистых сталей [3], представляют собой жидкости, которые по существу являются растворами (КН4)гСОз, хотя небольшие количества НгЗ и НСК, по-видимому, необходимы, чтобы вызывать растрескивание [23]. Разрушение емкостей, содержащих безводный ЫНг, происходит только в присутствии воздуха с обычным содержанием СОг, который, как считают [c.247]

На основании работы Стюарта в Кембридже можно считать, что в условиях, когда может проявляться коррозионная усталость, контакт с цинко№ заметно повышает коррозионно-усталостную выносливость в среде, близкой к нейтральной, но в кислой среде улучшения почти не наблюдается. Это и неудивительно начиная исследование ожидали некоторого сокращения числа циклов до разрушения вследствие поглощения водорода, однако в условиях лабораторных испытаний оно не наблюдалось. В одной американской работе было отмечено несколько интересных фактов травление в теплой серной кислоте заметно понижает усталостную прочность, но ингибитор вроде диортотолилтиомочевины уменьшает этот эффект, который скорее можно приписать образованию местных углублений, чем поглощению водорода. Такие результаты были получены на]малоуглеродистой стали, причем некоторые из них при небольшой амплитуде напряжений. Эти ограничения следует иметь в виду при перенесении получаемых результатов на условия эксплуатации. Конечно, в случае легированных сталей, обладающих повышенной прочностью, опасаются присутствия водорода в стали как причины, вызывающей растрескивание. Джексон отмечает, что в обычных углеродистых пружинных сталях (закаленных и отпущенных) водород оказывает катастрофическое влияние металл растрескивается в самом начале испытания на усталость (без коррозионного воздействия) [47]. [c.668]

Сопротивление или чувствительность к КР оценивают временем до разрушения образцов, испытываемых при постоянной деформации или постоянной осевой нагрузке. При обоих видах нагружения напряжение в образцах составляет 0,75 или 0,9СТо,а (технического предела текучести). Для группы из 3—10 одинаковых образцов указывают минимальное, максимальное и среднее время до разрушения. Коррозионным растрескиванием называется разрушение при одновременном действии на образец растягивающих напряжений и агрессивной внешней среды с тем уточнением, что действие названных факторов осуществляется параллельно в течение всего времени испытания. Разрушение как результат их последовательного действия, например потеря несущей способности материалом вследствие общей, питтинговой или межкристаллитной коррозии и долом при нагрузке, вызывающей в расчете на исходное сечение образца напряжение меньшее, чем (Тв или СТо 2, к КР не относится. [c.232]

На практике основными формами водородного разрушения стали в условиях работы нефтяного и химического оборудования, соприкасающегося с вызывающими наводороживание средами, являются 1) внутреннее расслоение с образованием поверхностных пузырей и 2) растрескивание с образованием трещин, выходящих на поверхность. Растрескиванию подвержены в основном стали с относительно высокими значениями предела прочности, либо с большими внутренними напряжениями, тогда как мя -кие ненапряженные стали в подобных условиях претерпевают водородное расслоение с образованием пузырей (рис. 8—10). В связи с этим отмечается отсутствие склонности к растрескиванию у сталей, подверженных пузырению [102]. По-видимому, в последнем случае вследствие значительно более высокой пластичности мягких сталей внутренние напряжения, возникающие в результате наводорожива-ния, реализуются путем деформации металла при образовании пузырей до того, как они достигают величины, необходимой для растрескивания стали. Однако в ряде случаев и при пузырении стали может происходить частичное растрескивание металла с образованием трещин, простирающихся от поверхности до внутреннего пространства пузырей (рис. 11) [102]. [c.28]

Видимое проявление коррозионного растрескивания состоит в появлении трещин, которые напоминают хрупкое разрушение, поскольку их распространение сопровождается небольшой пластической деформацией. Коррозионное растрескивание, вызывающее в пластичном материале хрупкое разрушение, обусловлено действием определенной внентней среды, растягивающих напряжений достаточной величины п, как правило, спецификой металлургических факторов (химическим составом и структурой сплава). Состав, структура сплавов и свойства окружающей среды, которые оказывают определенное влняние на различные стадии процесса разрушения и которые рассматриваются в настоящем разделе, настолько многообразны, что трудно, если не сказать нереально, дать какое-либо простое объяснение влияния этих факторов для этого необходимо рассмотреть ряд различных механизмов. Однако это совсем не означает, что невозможна некоторая систематизация имеющихся в литературе но этому вопросу данных. Поэтому цель настоящего раздела состоит и том, чтобы показать, что на основе рассмотрения неирсрывиого ряда различных механизмов коррозионно-механического разрушения на отдельных этапах можно сформировать вполне определенные представления об обобщенном механизме коррозионного растрескивания [1]. Такой подход противоположен представлениям о неизменности механизма разрушения, следовательно, он помогает предположить существование специфических условий, вызывающих коррозионное растрескивание. [c.228]

Хотя обширные исследования растворов нитратов и гидроокисей (вместе с некоторыми другими средами, также вызывающими коррозионное растрескивание [6]) показали, что, как правило, в этих средах растрескивание носит межкристаллитный характер, тем не менее обнаружены случаи транскристаллитного разрушения ферритных сталей. Вероятно, механизм разрушения в этих случаях сильно отличается от механизма межкристаллитного разрушения в коррозионных средах, рассмотренных выше. Очевидно, в некоторых случаях транскристаллитное разрушение может возникать по механизму, связанному с образованием активных участков под действием пластической деформации (например, разрушение окисной пленки), в других случаях оно может быть обусловлено понижением поверхностной энергии (возможно, из-за адсорбции водорода). Такие системы подробно не исследованы с точки зрения влияния на указанные. процессы механического фактора, чтобы сделать какое-либо окончательное суждение на этот счет. Транскристаллитное кооррозионное растрескивание малоуглеродистых сталей как указывается, имеет место в раствмах H N [29], содержащих 2,6—3,5 г/л H N в растворах Fe 3, и хлоридных шламах, содержащих окиси и гидроокиси трехвалентного железа при 316 С [c.250]

Водородную хрупкость 12 /(>-ные хромистые сгали приобретают гари катодной обработке после закалки с 950° и отпуска при 570°. Если отпуск проводился при повышенной температуре 650°, то эта сталь оказывается нечувствительной к хрупкости после катодной обработки [117]. Определены минимальные напряжения, при которых 12 /о-ные хромистые стали не чувствительны к коррозионному растрескиванию под напряжением в различных средах, в том числе и средах, особо сильно вызывающих этот вид коррозионного разрушения. [c.1356]

Коррозия в средах, характерных для газовой промышленности, является сложным и окончательно не изученным до настоящего времени процессом. Коррозионные проявления в присутствии сероводорода, углекислого газа и других агрессивных агентов не ограничиваются просто растворением металла, вызывающим утоньшение стенок оборудования и зависящим от большого числа факторов. Кроме того, что коррозия носит более опасный неравномерный, местный характер в виде ниттингов и язв, она вызывает наводороживание и приводит к сероводородному и карбонатному растрескиванию стали, находящейся под напряжением. Наиболее подвержены последнему виду разрушения высокопрочные углеродистые стали. Опасность растрескивания состоит в том, что от него не спасает обычный припуск на коррозию, и визуально кажущееся неповрежденным оборудование может мгновенно разрушиться. [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...