Влияние механических факторов на процесс коррозии

Глава У. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС КОРРОЗИИ [c.109]

Таким образом, в условиях, когда совместное воздействие коррозионного и механического фактора не приводит к направленной локализации разрушения, влияние механического фактора на увеличение скорости коррозии и разрушение конструкции не очень существенно и часто может перекрываться влиянием других факторов. Наоборот, обсуждаемые ниже процессы коррозионного растрескивания и коррозионной усталости, когда под влиянием коррозионной среды происходит локализация механического разрушения, приводящая к очень быстрому разрушению конструкции, являются важнейшей научно-инженерной проблемой современности. Как известно, в условиях коррозионного растрескивания, также как и коррозионной усталости, наступающее разрушение даже для пластичного металла по внешним проявлениям аналогично хрупкому излому. [c.110]

Так же как в случае наводороживания при катодной поляризации, проницаемость стали для диффундирующего водорода, образующегося в процессе коррозии стали, зависит от химического состава стали, ее структурного состояния, степени механической деформации, наличия внутренних напряжений, дефектов кристаллической структуры металла. Эти вопросы рассмотрены в разделах 2.6—2.9. Количество абсорбированного водорода при коррозии должно быть связано с вышеперечисленными факторами в основном таким же образом, как и при катодной поляризации. Однако здесь возможны и отклонения, обусловленные неравномерным растворением выходящих на поверхность стального образца зерен и межзеренных прослоек, включений примесей и т. д. Исследованию влияния указанных факторов на способность стали абсорбировать водород, выделяющийся при коррозии, посвящено очень немного работ. Исследователи предпочитали изучать действие этих факторов при наложении на образцы катодной поляризации от внешнего источника тока, что объясняется рядом причин 1) при коррозии стали происходит одновременно диффузия водорода внутрь образца и удаление его поверхностных слоев, уже насыщенных водородом (согласно [323], наводороживание стали уменьшает ее коррозионную стойкость, т. е. облегчает переход ионов железа в раствор), 2) образующиеся, при коррозии микрощели по границам зерен и т. д. искажают результаты эксперимента, 3) результаты искажают также переходящие из стали в раствор примеси, среди которых особенно опасны элементы-стимуляторы наводороживания. [c.116]

Однако разрушение может проис-ходить в результате воздействия химических и механических факторов, особенно если разрушаются защитные пленки, что ускоряет процесс коррозии. В таких случаях также выявляется влияние механического фактора, так как образуется слой деформированных зерен металла на поверхности, как будто металл был сильно нагартован. Однако вполне очевидно участие и химических факторов, например потери металла в морской воде больше, чем в пресной. [c.94]

Опыт показал, что кипячение в воде является жестким испытанием и потому не позволяет с достаточной степенью точности оценить влияние длительного старения на композиты в условиях высокой влажности и переменной температуры. Механические и другие свойства стеклопластиков на основе аппретированных волокон после воздействия теплой влажной среды в течение нескольких. лет также значительно ухудшаются. Поэтому можно сказать, что в процессе деструкции важную роль играет временной фактор. Процессы релаксации напряжений и коррозии, которые могут способствовать деструкции, изменяются во времени, и их механизм не может быть точно установлен на основе ускоренных испытаний. [c.271]

Изучение влияния трения на скорость коррозии сталей требует создания лабораторной методики, при помощи которой, наряду с изучением износа образца в разных средах, можно было изучать и электрохимические процессы при трении. Для изучения перечисленных факторов была сконструирована, изготовлена и освоена лабораторная машина для изучения коррозионно-механического износа. Схема установки дана на фиг. 1. На вал машины надевается диск с различными неметаллическими насадками, образец устанавливается в оправку, прижимается к диску с определенным давлением. Трение происходит в агрессивной среде. [c.78]

Дополнительным фактором, который может оказывать большое влияние на торможение развития процесса коррозии металлов под смазкой, является загрязненность атмосферы взвешенными частицами. Если оседающая на поверхность пыль и мелкие частицы способствуют развитию процесса коррозии чистого металла, то при наличии на поверхности металла смазки развитие процесса коррозии тормозится. Пыль и мелкие частицы создают в верхнем слое смазки твердую плотную корку, которая, с одной стороны, чисто механически препятствует созданию дефектов в смазке, а с другой, вероятно, тормозит диффузию раствора через смазку к поверхности металла. [c.262]

Скорость электрохимической коррозии металлов зависит от сложного комплекса физико-химических, тепловых, механических и других факторов, называемых внутренними и внешними. К внутренним факторам, помимо рассмотренных в гл. 1 термодинамической стабильности металлов и их строения, относятся структурные особенности сплавов, способность металлов и сплавов к пассивации, влии-ние механических напряжений на коррозионный процесс, характер обработки и состояние поверхности сплавов н др. Внешние факторы включают характер агрессивной среды, концентрацию водородных ионов, температуру и скорость движения потока раствора, давление, влияние блуждающих токов, микроорганизмов и др. [c.15]

Типичным примером могут служить процессы коррозионноусталостного разрушения металлов и сплавов, когда результат не является простым сложением коррозии и механического разрушения, а представля ет собой более сложный физико-химический процесс, интенсивность которого выше суммы интенсивности при действии каждого фактора в отдельности. При некоторых взаимодействиях имеет место ведущий вид процесса, когда его особенности оказывают основное влияние на выходные параметры [90]. В этом случае отыскание закономерностей, описывающих данное явление, несколько облегчается. [c.69]

Процесс усталостного разрушения определяется уровнем приложенных переменных напряжений, а также разными условиями, интенсифицирующими действие механических напряжений. К таким факторам относится и влияние коррозионной среды. Под окружающей средой в самом широком смысле понимают наличие влаги и химических веществ в газообразном, жидком и твердом состоянии в контакте с испытываемым материалом, тепловые, электрические и магнитные поля, коррозию, трение, износ и другие факторы, оказывающие влияние на протекание процесса усталости. [c.224]

Различные пути воздействия ингибиторов на коррозионный процесс проанализированы Л. И. Антроповым [1, 28, 33, 36]. На основании этого анализа, а также с учетом многочисленных сведений о характере влияния ингибиторов на коррозионный процесс механизм ингибирования можно считать установленным, если известно следующее благодаря действию каких факторов замедляется коррозионный процесс, а также частные катодная и анодная реакции в виде каких частиц принимает участие ингибитор в электродном процессе (состав, заряд) механизм и изотерма адсорбции ПАВ на данном металле соотношение между степенью торможения электрохимического процесса и степенью заполнения поверхности адсорбированным ингибитором возможность и результат взаимодействия частиц ПАВ между собой и другими компонентами системы в объеме раствора и на поверхности металла какую из стадий катодной и анодной реакций преимущественно замедляет ингибитор. Для более полной характеристики механизма ингибирования кислотной коррозии представляют интерес также сведения о влиянии температуры на защитное действие, о составе промежуточных продуктов, об изменении физико-механических свойств металлов под влиянием ингибированных сред, о кинетике адсорбции частиц ПАВ и т. д. Однако большинство работ, посвященных механизму действия ингибиторов, содержит лишь отдельные сведения из числа приведенных выше. Поэтому достоверно судить о механизме ингибирования часто бывает затруднительно. [c.26]

Эксплуатационная стойкость лакокрасочного покрытия определяет длительность защитного действия покрытия, т. е. длительность сохранения им исходной проницаемости для воды, кислорода, электролита и адгезии. Практически сохранить эти показатели у покрытий в процессе эксплуатации не удается. Любое полимерное лакокрасочное покрытие под влиянием атмосферных и эксплуатационных факторов (солнечная радиация, нагрев и охлаждение, вибрация, механические нагрузки и воздействие электролитов) со временем стареет. В результате пленка лакокрасочного покрытия становится хрупкой, в ней возникают внутренние напряжения, снижается адгезия покрытия. Вследствие этого в пленке могут возникнуть микро- и макротрещины и может уменьшиться ее толщина, что, в свою очередь, приведет к снижению эффективности защиты. Особенно опасны внутренние напряжения, которые могут вызвать растрескивание покрытия, из-за чего его защитный эффект сводится на нет. Поэтому для защиты от коррозии используются системы покрытий, лабораторные и эксплуатационные испытания которых подтверждают, что изменение исходных характеристик покрытий находится в допустимых пределах. Иногда оказывается, что требуемым условиям эксплуатации удовлетво-94 [c.94]

К группе специальных методов исследования коррозии относится ряд испытаний, выполняемых для определения влияния внешних факторов на процесс коррозии, таких как механические напряжения (в том числе и знакопеременные), давление, температура, скорость потока и размер взвешенных в нем частиц. К этой группе можно отнести испытания на межкристаллитную и транскристал-литную коррозию, а также испытания защитного действия органических покрытий. Для определения защитного действия покрытий можно применять уже описанные методы — гравиметрический и объемный, а также мето- [c.86]

Материалы книги расположены в следующей последовательности. В гл. I дано краткое изложение наиболее важных разделов теории коррозионных процессов. Гл. II и III посвящены изложению наиболее опасных видов коррозионного разрушения. Это — питтинговая и межкристаллитная коррозия (гл. II) я влияние механического фактора на коррозионные процессы (гл. III). В гл. IV излагаются основные принципы создания спла- [c.7]

На процесс коррозии аустенитной стали при действии механических напряжений оказывают совместное влияние два основных фактора выделение а-фазы пониженной коррозионной стойкости с образо--ванием электрохимической гетерогенности (неоднородности) металла и повышение энергии кристаллической решетки (механохимический эффект), в результате чего облегчаются анодная и катодная полуреак-ЦИИ /7/. [c.79]

Существует несколько гипотез, объясняющих коррозионную усталость. Согласно одной из них, — адсорбционно-электрохимической [128 — первичным актом разрушения является адсорбция поверхностно-активных компонентов среды, снижающая поверхностную энергию и облегчающая образование коррозионноусталостных трещины. Трещины возникают из коррозионных язв и под влиянием механического фактора или наводороживания развиваются до размеров эффективных концентраторов напряжения. Развитие и рост трещин стимулируется также адсорбционным снижением поверхностной энергии в вершине возникшей трешиньг. На выступах суб.микрорельефа активно протекают коррозионные процессы, обусловливающие интенсивность общей коррозии. [c.77]

Все это, а также отзывы по второму изданию книги, поступившие в связи с широким техническим и научным обсуждением этого учебного пособия, в которых были высказаны пожелания о введении некоторых изменений и необходимости дополнения книги новыми главами, побудило автора переделать некоторые главы книги, сократить менее ценный материал и написать новые главы. Книга дополнена следующими главами глава VI Влияние конструктивных особенностей элементов аппаратов и сооружений на коррозионный процесс глава VII Разрушение металлов при совместном действии коррозионных и механических факторов глава XV Коррозия новых конструкционных металлов и сплавов . Вместо одной главы Пластические массы , помещенной во втором издании, дано пять глав по высокополимерным материалам. Коренной переработке подверглись главы II, III и IV по кинетике процессов электрохимической коррозии и пассивности металлов и глава IX по химической коррозии. Глава XXXI по углеграфитовым и древесным материалам значительно расширена в первой части, учитывая большое значение этих материалов в химическом машиностроении, и сокращена во второй части. Сокращены также глава I, поскольку вопросы строения металлов и растворов подробно рассматриваются в различных учебниках, и глава XVI Металлические защитные покрытия и химические методы обработки , поскольку эти способы защиты в химическом машиностроении неэффективны. [c.4]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутетвие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Ромашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором на коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

Другая трудность вызвана тем, что используемые аустенитные стали очень чувствительны к коррозии под напряжением в присутствии хлоридов, попадающих из атмосферы, или нитратов, которые образуются из окислов азота, образовавшихся при искрении щеток коллектора. Трещины могут носить интер- или транс-кристаллитный характер, изменяться ст. одного вида к другому в зависимости от природы коррозионной среды и условий (рис. 15.17) [10]. Тенденция к возникновению и распространению трещин сильно меняется от образца к образцу по причине, еще до конца не понятой. При интенсивности напряжений 33 МН/м / скорость их распространения может колебаться от 2,5-10 2 до 5-10 см/ч. Склонность к коррозии под напряжением увеличивается с ростом кислородного потенциала и анодной поляризации материала по отношению к окружающей его среде. Состав атмосферы также оказывает существенное влияние на распространение трещин, не говоря уже о влиянии на обычный процесс коррозии под напряжением. Механические испытания на разрушение в различных средах показали, что чистый водород уменьшает коитиче-ское значение интенсивности напряжения для распространения трещины при балле, большем 3, по сравнению с испытаниями на воздухе. Этот эффект исчезает при добавлении небольшого количества (0,6%) кислорода. Чтобы произошло разрушение, необходимо сочетание следующих факторов 1) появление поверх- [c.240]

Преимущество испытаний в заводских условиях по сравнению с лабораторными испытаниями состоит в том, что они позволяют более полно воспроизвести влияние многочисленных факторов, воздействующих на коррозию металлов в реальных условиях. К числу таких факторов можно отнести изменение в производственном процессе концентрации различных примесей и изменения физико-химических свойств среды, вязкости, происходящие при упаривании, перегонке, полимеризации, сульфировании и других производственных процессах. К ним также относятся [1] градиенты температуры, механические напряжения в швах и изменение структуры металла в пришовной зоне, ско рость протекания жидкостей или газов и т. д. В заводской аппаратуре предоставляется возможность испытать влияние на коррозию металлов недостаточно изученных веществ, постоян- [c.225]

В качестве первого пртближения рассматривается раздельно как изменение кавдого из переменных слагаемых под влиянием внешних факторов, так и влияние каждого из-них на протекание коррозионных процессов. С етой точки зрения рассматривается влияние специфической адсорбции ионов, защитное действие ингибиторов коррозии, роль окисных пленок на металлах, а также роль механических напряжений в различных коррозионных явлениях. [c.139]

Mg, состаренных для получения максимальной прочности, скольжение при воздействии напряжений происходит в относительно небольшом количестве полос, в которых имеет место большая плотность дислокаций. Перестаривание, которое понижает чувствительность к коррозионному растрескиванию, приводит к тому, что пластическая деформация рассредоточивается по гораздо большему количеству нечетко выраженных полос скольжения [81]. Выделения по границам зерен — важный фактор как с электрохимической, так и механической точек зрения ширина зоны, свободной от выделений (так же как и ширина зоны, обедненной легирующими элементами), может также оказывать существенное влияние на процесс растрескивания. Более точное относительное значение этих трех характерных особенностей структуры недостаточно полно установлено, но этому вопросу ведутся значительные дискуссии [82—85]. Многие из исследователей концентрируют внимание на роли преимущественной деформации в зоне, свободной от выделений, приводящей к селективному растворению, которое не доказано экспериментально. Селективная коррозия зон, обедненных растворенными элементами, адсорб-пия водорода, растворение пластически деформируемых участков и адсорбция общего характера также называются в качестве основных ко.мпонентов механизма пронесся [c.283]

Морская коррозия аналогично почвенной протекает как электрохимический процесс с кислородной деполяризацией. Вода различных морских водоемов содержит от 1 до 3,8% легкодиссоцинру-ющих солей и поэтому обладает высокой электрической проводимостью. Морская вода, кроме того, хорошо аэрирована и содержит до 0,04 г/л кислорода. Это делает ее достаточно активной в коррозионном отношении. Разрушение металлов нередко усугубляется влиянием механического и биологического факторов (эрозия и кавитация, обрастание конструкций морскими растительными и животными организмами).Особенное усиление коррозии наблюдается вблизи ватерлинии. Это объясняется легким доступом кислорода к металлу и ухудшением условий для образования и сохранения защитных пленок из продуктов коррозии. На скорость коррозии в морской воде сильное влияние оказывает окалина создавая катодные участки, она может в десятки раз увеличивать обычную для морских условий скорость коррозии. [c.157]

Третьей группой факторов, определяющих долговечность изделия, являются эксплуатационные. К ним относятся агрессивность среды, ее температура, давление, скорость перемещения, наличие активаторов или пас-сиваторов коррозионного процесса и др. Поскольку условия эксплуатации. из-за необходимости обеспечения требуемых технологических параметров менять практически невозможно, радикальными способами повышения коррозионно-механической стойкости в этом случае являются ингибирование рабочих сред и электрохимическая защита оборудования. Ингибиторы коррозии известны давно и широко применяются на практике. Однако не всякие ингибиторы коррозии могут быть эффективными ингибиторами коррозионной усталости. Целенаправленный синтез ингибиторов коррозионно-механического разрушения начат сравнительно недавно, поэтому число работ, посвященных их влиянию на коррозионную усталость металлов, крайне ограниченно. [c.4]

На износостойкость металлов в гидроабразивном потоке оказывает влияние и плотность растворов. Повышение плотности жидкости до плотности абразива способствует переходу абразивных частиц во взвешенное состояние, что уменьшает интенсивность гидроабразивного изнашивания. В кислой абразивосодержащей среде (pH 5) на поверхности металлов, особенно железоуглеродистых сплавов, интенсивно протекают коррозионные процессы, совместно с механическим воздействием интенсифицирующие их разрушение. В нейтральной или щелочной среде (pH 13) интенсивность изнашивания значительно уменьшается вследствие образования на поверхности металлов тонких пассивных пленок продуктов коррозии и абсорбционных ОН-ионов (табл. 21.3). По другим источникам коррозионно-механическое иднашивание сталей марок 20, 45, 3X13 в водных растворах едкого натра происходит вследствие истирания быстро образующейся окисной пленки 19]. Установлено также, чг<у основным фактором, определяющим износостойкость сталей в водной суспензии угольного шлама, является не их твердость, а коррозионная стойкость. [c.572]

Любопытно, что подобный порядок в значении сопротивления коррозионной усталости не совпадает с порядком значений коррозионных потерь для таких же, но ненапряженных образцов. По-видимому, в случае макроконтакта последний при наличии дополнительного фактора — напряжения сравнительно за короткое время обусловливал возникновение на поверхности образца коррозионного изъязвления, являющегося концентратором напряжения. Дно изъязвления под влиянием сильного анодного тока, возникающего как от макроконтакта, так и от концентрации напряжения, быстро заострялось и превращалось в трещину коррозионной усталости. Излом этих образцов от усталости при коррозии наступал всегда раньше, чем у образцов без контакта, и чаще находился на линии раздела медного слоя со сталью. Это и понятно, так как именно на границе двух металлов с неодинаковыми значениями электродных потенциалов в электролитах возникал максимальный ток коррозии. Иная картина наблюдалась у образцов с микроконтактами. Рассредоточенные катодные участки обусловливали одновременное возникновение большого числа микрокоррозионных изъязвлений. Последние способствовали равномерному рассредоточиванию приложенных механических напряжений по образцу. Это снижало разрушающее действие напряжения, и поэтому время, за которое развивалась трещина коррозионной усталости, увеличивалось. Не исключено также, что подобное распределение микрокатодов на поверхности образцов в условиях хорошей аэрации, возникающей от вращения образцов, может также приводить к их пассивированию и, следовательно, к некоторому торможению процесса коррозионной усталости. [c.240]

Каким образом возникают окисные частицы, когда металлы соприкасаются на воздухе пока неясно, ни один механизм не позволяет объяснить все имеющиеся данные. Согласно ранней теории Томлинсона [1], поверхности разрушаются вследствие молекулярного истирания и это приводит к образованию окисла в окислительной атмосфере. Другие исследователи считали, что фреттинг в основном ускоряет механизм окисления, вследствие чего затрудняется процесс механического удаления окисла из-за образования стабильной защитной окисной пленки. Позднее Улиг [8] модифицировал эту модель, считая, что некоторые частички металла могут образовываться по адгезионному механизму, но при этом не отвергал влияния коррозии, привлекая ее для объяснения влияния частоты колебаний [8]. С помощью такой модели было трудно объяснить уменьшение изнашивания с увеличением температуры и тогда Улиг предложил модель коррозионного воздействия. Согласно этой модели на стальной поверхности происходит физическая адсорбция кислорода, а окисел образуется в результате механической активизации соприкасающихся поверхностей. Авторы более современных теорий [12] обращают внимание на изменеиие сущности механизма фреттинга, особо подчеркивая сильное влияние адгезии на ранних стадиях и значение коррозионной усталости как фактора, способствующего дезинтеграции материала в зонах контакта. Более поздние стадии разрушения от фреттинга также объясняются с позиций микроусталостных процессов, а ие с позиции абразивного износа. [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...