Хлоридное растрескивание

Хлоридное растрескивание металлов происходит при повышенных концентрациях ионов хлора в водных средах. Это растрескивание связано с нарушением однородности пассивной пленки металла и образованием в ней точечных дефектов (питтингов) под действием хлорид-ионов. Анодом в таких случаях выступает дно таких дефектов, а катодом - окружающие области металла. В результате происходит постепенное углубление коррозионных язв, которое продолжается вплоть до окончательного механического разрушения элемента конструкции. Хлоридное коррозионное растрескивание вызывают морская вода, растворы хлоридов натрия и калия, кислые растворы. [c.348]

Необходимое условие коррозионного растрескивания — наличие растягивающих рабочих (активных) или остаточных (внутренних) напряжений. По своему происхождению эти напряжения могут быть самыми различными механическими, термическими, вызванными фазовыми превращениями, сварочными и т. д. Напряжения сжатия не вызывают этого вида коррозии [4]. С ростом растягивающих напряжений хлоридное растрескивание аустенитных сталей, как правило, ускоряется, и наоборот, снижение величины растягивающих напряжений затормаживает его наступление. По данным работ [52, 53, 57], несмотря на значительное замедление коррозионного растрескивания со снижением нагрузки для аустенитных сталей типа 18-8 не существует какого-либо порога или предела напряжений, ниже которого можно не опасаться разрушения (даже для отожженных материалов). Зафиксированы случаи растрескивания сталей 18-10 вообще без внешней нагрузки, только за счет внутренних напряжений, составляющих по расчетам 2—3,5 кгс/мм2 [58]. [c.90]

Уменьшение потенциала анодного нарушения пассивного состояния нержавеющей стали в хлоридных растворах под действием растягивающих напряжений может служить критерием относительной устойчивости стали к коррозионному растрескиванию [70]. Даже при нагрузках ниже предела текучести в разбавленном растворе хлорида натрия потенциал пробоя нержавеющей стали 18-8 и в нитратном растворе потенциал перепассивации мягкой углеродистой стали значительно уменьшились [71 ]. [c.80]

Коррозионная среда, способствующая коррозионному растрескиванию под напряжением, в какой-то м е специфична для данного металла, например аммиак для медных сплавов, хлоридные растворы для аустенитной нержавеющей стали и растворы нитратов для углеродистой стали. Однако, как было показано, в неблагоприятных условиях коррозионное растрескивание под напряжением вызывается и большим числом других веществ. Часто решающим являются присутствие кислорода, значение pH и электродный потенциал. [c.34]

Склонность металлов и в первую очередь сталей к коррозионному растрескиванию существенно зависит от состава среды эксплуатации детали и конструкции. С повышением температуры и увеличением концентрации электролита агрессивность среды обычно растет, Растворы хлоридов являются средой, в которой коррозионное растрескивание проявляется в полной мере. В хлоридных растворах трещины носят преимущественно транс-кристаллитный характер. В целом коррозионное растрескивание определяется уровнем приложенных напряжений, составом сплава, активностью ионов электролита, pH среды и ее температурой. Однако установить количественную связь всех указанных факторов чрезвычайно сложно. [c.43]

Легирование придает сталям повышенную коррозионную стойкость, улучшает их механические характеристики и т. д. Стали легируют хромом, никелем, молибденом, кремнием и другими элементами. Увеличивая содержание в стали хрома более 12%, никеля - до 10 % и молибдена до 3-5 %, т. е. превращая сталь в нержавеющую, при одновременной оптимальной ее термообработке, удается существенно повысить сопротивление стали коррозионной усталости [18, 71]. В то же время введение в малоуглеродистые стали только одного никеля снижает их сопротивление растрескиванию в хлоридных средах [8]. [c.119]

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]

Необходимо отметить, что многие из приведенных в обзоре новых данных получены в экспериментах с 3—3,5 % растворами хлористого натрия. Особенно это относится к исследованию коррозионного растрескивания и роста усталостных трещин. Подобные хлоридные растворы в большинстве случаев не эквивалентны морской воде, однако, учитывая, что такая информация мон ет быть полезной для читателя, она все же включена в обзор новых данных. [c.11]

Установлено, что сплав 2219 склонен к коррозионному растрескиванию в хлоридных средах в состоянии термообработки Т37 и не склонен к этому виду коррозии после термообработки Т87. Сплав 7075 восприимчив к коррозии под напряжением в состоянии термообработки Тб, а термообработка Т73 делает этот сплав, наоборот, очень стойким к коррозионному растрескиванию [100]. [c.154]

Стали аустенитно-ферритного класса (ГОСТ 5632-72) по сравнению с аустенитными характеризуются более высокой прочностью (в 1,5-2 раза), стойкостью к МКК и к растрескиванию в хлоридных и щелочных средах. [c.199]

Внутрикристаллитное коррозионное, растрескивание в хлоридных и других средах [c.108]

При сдвиге pH среды в область кислотных значений хлорид-ное КР аустеиитных сталей может ускоряться и замедляться. Повышение кислотности среды снижает устойчивость пассивного состояния. Поэтому в области значений pH, где пассивное состояние сохраняется, но увеличена вероятность его локального нарушения, КР ускоряется. Наоборот, при таком снижении pH, когда вследствие ухудшения защитных свойств пассивного слоя становится невозможной острая локализация процесса депассивации, образование трещин затрудняется, и вместо хлоридного КР идет питтинговая и неравномерная коррозия (хотя может интенсифицироваться водородное растрескивание). [c.116]

Механизм КР сталей типа Х13 мартенситного класса в нейтральных и слабокислых хлоридных растворах при температурах до 100 °С зависит от режима термообработки. Сталь, термообработанная на высокую прочность путем закалки с низким отпуском, разрушается по механизму водородного охрупчивания. После отпуска при температурах выше 450 °С растрескивание связано с локальным анодным растворением. Этот же механизм наиболее вероятен и для ферритных сталей. [c.132]

Установленная при исследовании этих сталей их повышенная стойкость к хлоридному коррозионному растрескиванию, питтинговой и щелевой коррозии, стойкость к МКК, а также отсутствие или малое количество дефицитного никеля в них, способствуют тому, что в ряде условий они предпочтительнее аустенитных коррозионностойких сталей. [c.162]

Сталь 28—4—2 несколько менее устойчива к коррозионному растрескиванию в хлоридных средах, особенно е. 42 %-ном кипящем растворе хлористого магния проявляет высокую коррозионную стойкость в ряде органических и неорганических кислот. Из рис. 60 видно, как легирование никелем, а также медью повышает коррозионную стойкость стали в растворах серной кислоты. В растворах технической фосфорной кислоты (рис. 61) сталь 28—4—2 имеет значительно более высокую коррозионную стойкость, [c.171]

Наибольший недостаток аустенитных коррозионностойких сталей, особенно резко отмечаемый в последнее время (при использовании этого материала в механически напряженных конструкциях), состоит в склонности почти всех аустенитных сталей к хлоридному коррозионному растрескиванию (К. Р.) и к растрескиванию в щелочных растворах, т.е. хрупкому разрушению в горячих растворах в зонах растягивающих напряжений, даже при напряжениях ниже предела текучести. [c.178]

Вторая часть справочника содержит данные о влиянии химически активных сред на некоторые физические, главным образом механические свойства материалов. По сравнению с имеющимся рбъемом информации о скорости коррозии количество публикаций по коррозионно-механическим свойствам материалов невелико. Предлагаемая сводка, суммирующая в какой-то мере опыт химической промышленности, является первой в справочной литературе попыткой объединения сведений о склонности сталей и сплавов к коррозионному растрескиванию и о влиянии различных сред на прочность и пластичность металлов, пластмасс и резин. Число сред, представленных в разделе, далеко не исчерпывает номенклатуры важнейших соединений, но все же позволяет получить сведения о таких промышленно важных явлениях, как сульфидное и хлоридное растрескивание сталей, щелочная хрупкость, водородная коррозия и охрупчивание, аммиачное растрескивание медных сплавов, изменение механических свойств неметаллических материалов под действием галогенпроизводных, аммиака, киС лот и т. д. [c.4]

К хлоридному растрескиванию склонны нержавеющие стали на r-Ni-основе. В сталях с ГЦК решеткой нередко наблюдается тип разрушения, несвойственный аустенитным сплавам при статическом растяжении на воздухе. В изломах закаленной стали 12Х18Н10Т, [c.351]

В средах нефтеперерабатывающих производств, в первую очередь в средах первичных процессов переработки нефти, хромоникелевые аустенитные стали могут подвергаться двум типам кор-)озионного растрескивания — хлоридному и сероводородному. Тричина этих двух видов коррозионного разрушения одна и та же излом, растрескивание и т. п. в том и другом случае происходят под воздействием среды и растягивающих напряжений и сопровождается незначительной общей коррозией металла. Однако каждый из этих видов разрушения имеет свою специфику, свой механизм. Различны и факторы, влияющие на сероводородное и хлоридное растрескивание. [c.89]

Как видно из табл. 4.14, добавка хлорида натрия к дистиллированной воде, насыщенной сероводородом при 50 °С, приводит к сокращению времени до сероводородного растрескивания более чем вдвое (хлоридное растрескивание при 50°С еще не имеет места). Однако увеличение концентрации вводимых хлоридов не приводит к дальнейшему сокращению времени до растрескивания время до коррозионного растрескивания при введении 500 и 50 000 мг/л Na l практически одинаково. [c.97]

В пусковой период (когда возможны отклонения от технологии) во время остановок и пропаривания аппаратуры на колонны и другое оборудование АВТ могут воздействовать горячие водные растворы хлоридов. По этой причине не рекомендуется заменять сталь 0X13 (в конструктивных элементах и в виде плакирующего слоя) на аустенитную сталь 0Х18Н10Т, которая подвержена хлоридному растрескиванию в указанных условиях. [c.127]

Снизить степень агрессивности политионовых кислот можно, например, нейтрализовав их путем заполнения системы щелочными растворами. Однако в этом случае следует опасаться хлоридного растрескивания нерл<авеющей стали. [c.181]

Данные [22, 23] о коррозионном растрескивании стали Х18Н10Т в охлаждающих водах 6-летней эксплуатацией трубных пучков из этой стали на нефтезаводах не подтвердились. Отсутствие коррозионного (хлоридного) растрескивания Х18Н10Т можно связать с относительно низкой (для этого вида разрушения) средней температурой стенки трубы со стороны охлаждающей воды (до 50 °С) и, возможно, ингибирующим действием органических примесей. [c.318]

Содержание хлор-иона в продувочной воде строго нормируется из-за чувствительности нержавеющих сталей к хлоридному растрескиванию. Увеличение содержания хлоридов в питательной воде может происходить вследствие нарушения плотности конденсаторов или ухудшения качества химочищенной воды. Поддержание норм ПТЭ в таком случае достигается увеличением размера продувки. Одновременно принимаются меры к устранению причин увеличенного содержания хлоридов в питательной воде. [c.262]

Электролиты. В растворах солей коррозия носит ясно выраженный электрохимический характер и сводится к работе микроэлементов, причем с ростом концентрации солей скорость коррозии возрастает. Наиболее опасным является С1 , депасоивирующий металлы и увеличивающий скорость коррозии почти всех металлов в результате ухудшения свойств защитных окисных пленок. В сочетании с кислородом С1 даже в ничтожных концентрациях оказывает специфическое воздействие на напряженную аустенитную сталь, стимулируя так называемое хлоридное растрескивание, сопровождаемое межкристаллитной коррозией. Сульфаты практически не оказывают влияния на коррозию стали. Едкий натр при сравнительно невысоких концентрациях защищает углеродистые стали от коррозии, повышая pH при концентрациях 3—5% он может вызвать щелочную коррозию этих сталей либо коррозионное растрескивание аустенитных сталей. Коррозионные повреждения котельного металла, возникающие под действием нитритов и нитратов, имеют значительное сходство с кислородной коррозией. [c.46]

Напряженные безникелевые ферритные стали обычно не подвергаются растрескиванию в описанных выше хлоридных средах. В отличие от аустенитных нержавеющих сталей их стойкость вполне достаточна для успешного использования в растворах хлоридов. Они (например, марка 430) стойки также в 55 % растворе Са(ЫОз)2, кипящем при 117 °С, и в 25 % растворе NaOH, кипящем при 111 °С [49]. Холоднокатаный сплав Сг—Fe, содержащий 18 % Сг и 0,003 % С, при наличии 1,5 % Ni становится склонным к транскристаллитному КРН в кипящем при 130 °С [c.318]

Аустенитные нержавеющие стали, содержащие более 45 % Ni, стойки к КРН в кипящем растворе Mg lj, а также, по-видимому, и в других хлоридных растворах (рис. 18.8) [61 ]. Эделеану и Сноуден отметили [48], что нержавеющие стали с высоким содержанием никеля более устойчивы к растрескиванию в щелочах. Увеличение содержания никеля в аустенитных нержавеющих сталях приводит к сдвигу в положительную сторону критического потенциала КРН в растворе Mg la, причем этот сдвиг значительнее сдвига соответствующего коррозионного потенциала. Вследствие этого повышается стойкость сплава [62]. Когда содержание никеля в сплаве достигает и превышает 45 %, его стойкость к КРН перестает зависеть от окислительно-восстановительного потенциала среды, а более важную роль начинают играть факторы, определяемые не средой, а структурой сплава, такие как вредное влияние дислокаций или уменьшение растворимости азота внедрения. [c.320]

В растворе цианистого водорода [H N] разрушение углеродистых и малоуглеродистых сталей носит внутрикристалличе-ский характер. Коррозионное растрескивание аустенитных сталей типа 18-8 может проходить по двум различным механизмам. Возможны случаи и смешанного разрушения. В отожженной стали 2103 [137] в жидком аммиаке и в хлоридной среде наблюдалось внутризеренное разрушение, а в закаленной — по границам зерен исходного аустенита и частично по мартенситным пластинам. В нитратных, карбонатных и щелочных растворах отжженные стали разрушались по границам зерен, закаленные — по границам зерен исходного аустенита и частично по мартенситным пластинам. [c.75]

Транскристаллитное коррозионное растрескивание возникает чаще всего в средах, имеющих высокое содержание хлорида, но может обнаруживаться также в присутствии концентрированных щелочных агентов. На практике коррозионное растрескивание под напряжением бывает связано с местным обогащением хлоридами на горячих поверхностях в результате испарения (рис. 109), Существенным условием транскристаллитного коррозионного растрескивания является высокая темепратура . хлоридный вариант растрескивания редко наблюдается ниже 60 С, а щелочной - ниже 100 С. Транс-кристаллитному растрескиванию могут подвергаться аустенитные нержавеющие стали но их стойкость возрастает с увеличением [c.120]

Коррозионное растрескивание характеризуется почти полным отсутствием пластической деформащш макрообъемов металла. Оно интенсивно в различных технологических средах в растворах кислот и щелочей, в сероводородсодержащих средах, а также в средах, содержащих аммиак, циановодород и оксид углерода (IV), в нитратных и хлоридных растворах, в аммиаке с примесью оксида углерода (П) и оксида углерода (IV), в газообразном водороде и др. [c.41]

Сплавы N1—Сг обладают высокой стойкостью к окислению и общей коррозии, особенно при содержании Сг менее 20%. В то же время в присутствии водорода характер разрушения бинарного сплава N1—20% Сг изменяется от вязкого к межкристаллитному и наблюдается существенная потеря пластичности [109, 259, 260]. Энергия дефектов упаковки (ЭДУ) в этом сплаве значительно меньше чем в N1 [259, 261], что свидетельствует, возможно, о более планарном скольжении. К числу промышленных сплавов, близких к N1—20% Сг, относятся Инконель 625 и Инконель 600 (последний имеет более высокую ЭДУ, что объясняется пониженным содержанием Сг и присутствием значительного количества Ре). Оба сплава обладают высокой стойкостью к КР в хлоридных растворах при температурах ниже 375 К [262], но при более высоких температурах растрескивание все же происходит [241, 262— 264]. Сплав Инконель 600, кроме того, сравнительно восприимчив к растрескиванию во фторидных средах [241], а также в политионовой кислоте (НгЗжОб, где х=3, 4 или 5) и других сульфид-со-держащих средах [241, 262]. Однако следует отметить, что в одном из обзоров [241] разрушение этого сплава в политионовой кислоте было классифицировано как стимулированная напряжением межкристаллитная коррозия , а не как обычное коррозионное растрескивание. [c.111]

Теперь можно попытаться объединить представления о роли электрохимических факторов, влиянии типа скольжения и других металлургических переменных, а также о поведении водорода, и построить общую картину индуцированного водородом растрескивания. Признаком успешного решения этой задачи была бы способность модели найти общие элементы в таких очевидно различных явлениях, как потери пластичности (уменьшение относительного сужения) аустенитных нержавеющих сталей при испытаниях на растяжение в газообразном водороде при высоком давлении и разрушение тина скола, наблюдаемое в сплаве титана при испытаниях в условиях длительного нагружения в мета-нольном хлоридном растворе. Должна быть обоснована возможность протекания, наряду с чистыми процессами анодного растворения и водородного охрупчивания, также смешанных и составных процессов. Ниже представлено качественное описаппе по крайней мере исходных посылок такой широкой модели. В ней свободно используются и уже известные представления. [c.133]

Время до КР, в первую очередь продолжительность инкубационного периода до начала растрескивания, зависит от pH раствора. Установлено, что повышение pH от нейтральных значений до 8—10 увеличивает стойкость аустенитных сталей против хлоридного КР. Пример — см. рис. 1.89. При росте pH среды от 7 до 10 (добавка NaOH) критическая деформация растяжения, при которой начиналось КР стали типа X18 10 (304) и X18Н12МЗ (316) в высокотемпературной пароводяной среде, содержащей 5 мг/л иона хлора, увеличивалась в 2—2,5 раза. [c.115]

Необходимо отметить, что при повышении содержания никеля в аустенитных материалах не только увеличивается стойкость против хлоридного внутрикристаллитного КР, но и ухудшается стойкость против межкристаллитных коррозии (МКК) и растрескивания (МККР). [c.124]

Титан и ниобий вводят в аустенитные стали для стабилизации углерода и предотвращения МКК и МККР после нагревов в области опасных температур. Стойкость против хлоридного внутрикристаллитного КР при легировании титаном и ниобием несколько снижается. Однако в целом, учитывая повышение стойкости против межкристаллитного КР, стали обычной промышленной чистоты, легированные титаном или ниобием, проявляют более высокую работоспособность при эксплуатации, чем нестабилизированные стали, подвергающиеся во многих случаях растрескиванию межкристаллитного тина. [c.125]

Согласно [3.9], никельхроммолибденовый сплав хастеллой С-276 (Х16Н60М16В) наиболее устойчивый материал и к водородному охрупчиванию и хлоридно-сульфидному растрескиванию в среде сероводорода (до 35 %) при температуре 200 °С и давлении 140—210 МПа. Максимальным сопротивлением водородной хрупкости, так же как и коррозионному растрескиванию под напряжением, сплав обладает в состоянии закалки на -твердый раствор. Если же закаленный сплав дополнительно упрочняется холодной деформацией и последующим старением, в нем за весьма короткое время может развиваться водородная хрупкость в водных растворах, содержащих С1- и S-ионы при температурах 300 °С. [c.180]

Для аустенитных сталей с содержанием 18% Сг и 8% Ni, которые растрескиваются в присутствии хлоридных ионов, был предложен одностадийный механизм коррозионного растрескивания [104]. Подвергающийся быстрой пластической деформации мат )иал в острие трещины непрерывно растворяется под действием хлоридных ионов. Трещины распространяются через этот материал со скоростями до 1 мм/ч, и требуемая для его растворения анодная плотность тока (эквивалентная такой скорости) составляет 1 А/см. Согласно электрохимическим измерениям, потенциал в острие трещины в стали типа 18% Сг — 8% Ni в 42%-ном растворе A g la, кипящем при температуре 154 С (обычная быстро вызывающая растрескивание испытательная среда), составляет приблизительно —150 мВ по н. в. т., в то время как приложение тока плотностью 1 А/см в обычных статических условиях повышаем потенциал по [c.185]

Крайней мере на 750 мВ сверх этой величины. Была высказана гипотеза, что в острие трещины не только достигается значительная скорость нагружения, но и обеспечивается постоянное освежение раствора. Эти условия были воспроизведены на отрезке проволоки, анодно поляризованном при 0,5 А/см и подвергнутом нагружению в потоке коррозионной среды [116]. В этих условиях устранялся значительный потенциал поляризации. Исследование было повторено в потенциостатических условиях при —150 мВ при этом плотность тока выросла более чем в 10 раз [117]. Такое весьма значительное увеличение скорости растворения при нагружении стали было установлено только для сталей с содержанием 18% Сг и 8% Ni в концентрированном растворе хлорида. Не склонные к растрескиванию в хлоридных растворах материалы, например железо, обнаруживают весьма слабую тенденцию к таксшу увеличению скорости растворения. Сказанное относится и к стали с содержанием 18% Сг и 8% Ni в сульфатных растворах, в которых они не растрескиваются. [c.186]

Состав сталей. Влияние одного из основных легирующих компонентов коррозионностойких сталей — никеля на устойчивость их к коррозионному растрескиванию в хлоридных растворах неоднозначно. При содержании никеля как низком (<1 7о), так и высоком (>40 %) стали устойчивы к коррозионному растрескиванию, а в пределах 1—40 % Ni они подвержены коррозионному растрескиванию. При этом минимум стойкости к коррозионному растрескиванию приходится на наиболее распространенные аустенитные хромопикелевые стали, содержание 18 % Сг и 8—10 % № (рис. 35). [c.114]

Н. Д. Томашов [123] объясняет влияние концентрации никеля на стойкость сталей к коррозионному растрескиванию изменением фазового состава сплавов. Стали, содержащие <1 % Ni, имеют чисто ферритную структуру, а с высоким содержанием никеля — чисто аустенитную. Основной причиной (возмол но не единственной) хлоридно-го коррозионного растрескивания нержавеющих сталей, содержащих от 1 до 40 % Ni, является принципиальная возможность образования двухфаз-ности (a-fv) в структуре стали. Как следует из анализа диаграммы состояния системы Fe—Сг—Ni, в хромоникелевых сталях и при довольно высоком (35—40 %) содержании Ni (особенно в условиях деформации или напряженного состояния) возможно присутствие выделений феррита. [c.114]

Изменение состава поверхностного слоя. Отмечено, что азотирование стали IB rlONi 0,05 С сильно повышает время до растрескивания [104, с. 256]. Показано, что сплошные или почти сплошные никелевые покрытия, как гальванические, так и полученные контактным осаждением, обеспечивают защиту от хлоридного и щелочного коррозионного растрескивания аустенитных нержавеющих сталей [96, с. 408]. Образование белого слоя толщиной 15—30 мкм при механической обработке [c.116]

Сталь 26—1S значительно более устойчива к коррозионному растрескиванию в хлоридных средах, чем IS rlONi и 18 rl2Ni2Mo (табл. 14). [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...