Развитие коррозионных трещин (химическая коррозия под напряжением

Развитие коррозионных трещин (химическая коррозия под напряжением) [c.398]

Коррозию под напряжением можно определить как процесс возникновения и развития трещин, вызванный одновременным действием коррозионной среды и напряжений. Это общее определение не рассматривает конкретных взаимодействий, приводящих к образованию или развитию трещин. Оно включает анодные процессы, при которых происходит предпочтительное химическое растворение напряженного материала, а также катодные процессы (например, выделение водорода, который может диффундировать в материал и вызывать разрушение перед вершиной трещины благодаря действию механизма водородного охрупчивания). [c.245]

Явление коррозионного растрескивания латуней объясняется большим различием в химической устойчивости цинка и меди. Когда создается возможность возникновения повышенной местной концентрации атомов цинка и создания непрерывных поверхпостей из атомов цинка, например по границам зерен или плоскостям скольжения (что особенно вероятно при повышенном содержании цинка в сплаве), то в условиях, обеспечивающих протекание коррозии по этим поверхностям в глубину, делается возможным развитие коррозионного растрескивания. Условия для проникновения коррозии в глубину создаются, если реагент оказывает избирательное действие на цинк или твердый раствор, более богатый цинком, и если имеются растягивающие напряжения, постепенно расширяющие трещины по мере распространения коррозионного воздействия по поверхностям, богатым атомами цинка. [c.532]

Описанные уравнения роста трещин многоцикловой усталости используют также и для оценки долговечности конструкционных элементов, работающих на циклические нагрузки в условиях воздействия агрессивных сред. При этом физико-химические свойства среды, а также условия нагружения, прежде всего такие, как частота и температура металла и среды, отражаются определенным образом на коэффициентах Вит. Имеющиеся в обширной литературе по коррозионной усталости экспериментальные данные о характере этого влияния достаточно разноречивы, причем в любом случае большую роль играют индивидуальные свойства металла и агрессивной среды. По некоторым данным рост трещин под воздействием агрессивной среды ускоряется, по иным данным, наоборот, замедляется, что объясняют образованием защитного слоя из продуктов коррозии, усиленным теплоотводом от зоны местных напряжений перед фронтом трещины в жидких средах и т. п. Однако в целом следует считать, что по мере углубления и расширения коррозионно-усталостных трещин влияние агрессивной среды (каким бы оно не было) должно ослабевать в сторону преобладания чисто механического фактора. Достаточно развитые трещины должны распространяться при прочих равных условиях в агрессивной среде примерно с той же скоростью, что и на воздухе. Это вытекает из тех очевидных соображений, что деструкция материала в зоне местных напряжений перед устьем трещины определяется в первую очередь местными пластическими деформациями, которые зависят в свою очередь от циклического напряженного состояния всего конструкционного элемента, а не от свойств агрессивной среды. Однако среда играет [c.135]

Коррозионная усталость, представляющая собой сложный процесс разрушения металлов при одновременном воздействии на них химической или электрохимической коррозии и циклической нагрузки. Коррозионноусталостным разрушениям подвергается большое количество ответственных деталей машин и механизмов [138]. Наибольшее практическое значение (как и в случаях коррозионного растрескивания при статическом растяжении) в настоящее время имеют разрушения при одновременном воздействии на металл циклической нагрузки и электрохимической коррозии. Природа и механизм коррозионноусталостного разрушения металлов подобны описанным выше для случаев коррозионного растрескивания при статическом растягивающем напряжении. По данным советских исследователей [138], концентрация знакопеременных напряжений на ослабленных первоначальными очагами коррозии участках металла обусловливает более быстрое разблагораживание значений их потенциалов и ускоренное развитие трещин коррозионной усталости. [c.213]

Согласно представлениям об электрохимической и химической коррозии, развитым в предыдущих параграфах ), рост коррозионных трещин не зависит от коэффициента Ki, роль которого сводится к разрыву поверхностной пленки вблизи конца трещины (эта пленка пронизана микротуннелями и потому менее прочна, чем исходный материал). Следовательно, при достаточно больших Ki (меньших вязкости разрушения) разрыв пленки может происходить одновременно по разным направлениям, что и является причиной ветвления трещины. Поэтому условие ветвления коррозионной трещины можно охарактеризовать некоторым критическим значением Ки коэффициента интенсивности напряжений Величина Ki в концах малых трещин, отходящих от вершины основной трещины, уменьшается вследствие взаимодействия трещин ( звездообразная трещина, см. Приложение I), так что ветвление новых трещин происходит лишь после достижения ими достаточно большой длины. По этой причине ветвление трещины упрочняет образец, так что его прочность на разрыв может быть существенно (например, в два раза [ П) больше, чем в случае одной магистральной трещины. Соответственно увеличивается и кажущаяся величина вязкости разрушения. Этим же обстоятельством объясняется характерная древообразная форма коррозионных трещин. [c.428]

Качество изоляционного покрытия во многом определяется состоянием поверхности защищаемого металла. Наличие окалины, ржавчины, формовочной земли, остатков сварных флюсов, масляных и других загрязнений обусловливают химическую неоднородность поверхности металла. Это приводит к ускоренному развитию коррозионных процессов. Особенно опасно наличие несплошной окалины, которая образуется при повышенных температурах и которая состоит из безводных окислов FeO, Рез04, РегОз. Окраска и состав окалины зависят от температуры, при которой она возникает. Если температура ниже 575° С, то окалина имеет коричнево-красный оттенок. При более высокой температуре цвет окалины темно-синий. Окалина, образующаяся при прокате стальных цельнотянутых труб, при температуре около 500° С, почти не содержит FeO, а поэтому в коррозионном отношении она оказывается более стойкой и обладает защитными свойствами-Однато защитное действие окалины может проявиться только в случае ее полной непрерывности. Последнее условие практически невыполнимо, так как при превращении железа в РегОз происходит увеличение объема в 2,16 раза. Следствием этого является возникновение внутренних напряжений в слое окалины, которые в свою очередь обусловливают появление трещин, пузырей и разрывов в слое окалины. Разрывы в пленке окалины образуются также при механических и термических воздействиях. Благодаря несплошности окалины стальное сооружение, находящееся в контакте с электролитом, подвергается электрохимической коррозии, так как поверхность, покрытая окалиной, оказывается катодом, а металл в дне трещины анодом. [c.96]

В частности, большой интерес представляет изучение возникновения и развития первичных коррозионно-механических трещин на поверхности напряженного металла с привлечением одновременно и микроэлектрохимических исследований. Должно быть уточнено влияние физико-химических процессов сорбции и образования окисных пленок на процессы механического разрушения и износа металлического материала. Большой интерес представляет также исследование, посвященное установлению связи между широко развиваемыми сейчас представлениями о дислокациях в металлических решетках и электрохимическим механизмом коррозии напряженного металла. [c.583]

На трущейся поверхности детали из илюминиевого сплава АК6, в которой при запрессовке подшипника возникают напряжения, из-за недостаточно надежной защиты (химическое оксидирование вместо анодного) наблюдалось появление межкри-сталлитной коррозии и трещин КПН (рис. 54). Развитие разрушения имело коррозионно-усталостный характер с преобладанием коррозионного фактора. [c.81]

Существуют различные показатели коррозии (табл. 3), которые используются с учетом вида коррозии, характера повреждений и специфических требований данной отрасли промышленности к металлу. Скорость общей равномерной коррозии металлов и сплавов (химической и электрохимической) поддается оценке путем наблюдения за ростом и разрушением пленок из продуктов коррозии (гравиметрические, оптические, электрические методы испытаний) (рис. 5). Используются весовой (/(в) и глубинный (П) показатели скорости коррозии н реже — объемно-газовый показатель (см. табл. 3). Для оценки скорости развития локальных коррозионных повреждений применяют разнообразные методы испытаний. Широко используется механический показатель, а также электрический и резонансный показатели. Существуют и другие показатели. Оценивают, например, время до появления выраженной трещины в напряженном металле, контактирующем с агрессивной средой. Проводятся замеры контактных токов между различными металлами в жидких электролитах с целью определения скорости контактной коррозии. Широко применяются способы микрографического обследования образцов после коррозионных испытаний с промером глубины питтин-гов. [c.125]

При промежуточных температурах в воздушной среде временная зависимость межзеренного роста усталостной трещины определяется развитием коррозии под напряжением, поражающей границы зерен [49, 51, 58, 62]. Даже в аргоне, применяемом обычно в лабораторной практике, кислород содержится в количестве, достаточном для заметных коррозионных эффектов [63].. Мелкозернистость усугубляет действие рабочих сред [51]. Напротив, у монокристаллических образцов суперсплавов циклический рост трещины обнаруживает лишь слабую временную зависимость [64]. Влияние среды в части увеличения доли межзеренного растрескивания может усиливаться при промежуточных температурах в случае очень неравномерного плоскостного скольжения, как это происходит у сплава In onel 718 [10, 50]. Перестаривание же этого сплава улучшает стойкость к влиянию среды либо благодаря более тонкому и равномерному скольжению, либо из-за изменения химического состава сплава по границам зерен [50]. [c.367]

Способы предотвращения кислородной, углекислотной, нитритной, подшламовой и межкристаллитной коррозии металла котлов в настоящее время хорошо известны и сравнительно легко осуществимы. Борьба с трещинообра-зованием в барабанах и других элементах паровых котлов, пароводяной коррозией участков поверхности нагрева, с местными, высокими, тепловыми напряжениями под действием пара и горячей воды гораздо сложнее. Пароводяная коррозия сопровождается наводороживанием и обезуглероживанием металла. Причины этих коррозионных процессов заключаются часто в конструкции парового котла, параметрах пара, высоких теплонапряжениях, заложенных в проекте, и других причинах, трудно устраняемых в условиях эксплуатации. Персонал ТЭС при этом вынужден лишь добиваться соблюдения заданного оптимального водно-химического и теплового режимов эксплуатации оборудования и осуществлять контроль за выполнением конкретных профилактических мероприятий, появлением и развитием трещин, язв и других коррозионных повреждений и не допускать их опасного развития. [c.233]

Методы борьбы с кислородной, углекислотной, нитритной, подшламовой и межкристаллитной коррозией металла парогенераторов в настоящее время отработаны достаточно хорошо и сравнительно легко осуществимы. Известны методы борьбы с трещинооб-разованием в барабанах и других элементах парогенераторов, с паро-водяной коррозией участков поверхности нагрева котлов, с местными высокими тепловыми напряжениями под действием горячей воды (разрушение защитной магнетитовой пленки). Однако их внедрение связано со значительными трудностями, особенно если они касаются химической технологии. Химики вынуждены в основном соблюдать заданный оптимальный водно-химический режим и вести контроль за соблюдением профилактических мер, за появлением и развитием трещин и других коррозионных повреждений и не допускать развития их до аварийных размеров. [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...