Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) среды разрушающие

Чугунами называют широкий круг сплавов на основе железа, содержание углерода в которых превышает. 1,7 %. В настоящее время улучшение качества чугунов позволяет все чаще использовать их для изготовления ответственных деталей, в частности, коленчатых валов автомобилей и тяжелых дизельных двигателей. Существенным преимуШеством чугуна является свойство слегка расширяться при затвердевании Это делает чугун идеальным материалом для изготовления литых деталей. Чугунные изделия отличаются повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания, однако под действием циклических напряжений в агрессивной среде чугун разрушается от коррозионной усталости. Наименее стоек к коррозий под напряжением высокопрочный чугун, [c.40]

Причиной коррозии под напряжением является совместное действие статических растягивающих напряжений и коррозионной среды. Особым случаем коррозии под напряжением является коррозионное растрескивание. На рис. П-10 показан отрезок трубы, выполненной из хромоникелевой стали 18/8, которая разрушилась после кратковременной работы в теплообменнике дистилляционной колонны. Коррозионное растрескивание этой трубы было вызвано совместным действием растягивающих напряжений по окружности трубы и коррозионной среды. Микрофотография на рис. И-11 иллюстрирует [c.18]

Результаты гидравлических испытаний показали, что эталонные трубы, не подвергавшиеся воздействию коррозионной среды, разрушаются при увеличении объема на 14—16 %. Трубы с высокой степенью водородного растрескивания разрушаются при величине давления, чуть превышающем давление, вызывающем напряжения текучести, показывая при этом незначительное увеличение объема расширения труб. Эталонные трубы разрушались пластично, а трубы, подвергнутые предварительному наводороживанию, даже стойкие к HI , имели в изломе чешуйки ("рыбьи глаза"). Чешуйки не наблюдались в трубах, подвергнутых наводороживанию с последующим 5-часовым отжигом при 625 °С. [c.116]

При гибке, например труб, иа поверхности металла возникают растягивающие напряжении. Под их действием в некоторых средах наблюдают коррозионное растрескивание. Опасность коррозионного разрушения заключается в том, что при отсутствии заметных видимых изменений в процессе эксплуатации металл может внезапно разрушиться за очень короткое время. [c.124]

Коррозионное растрескивание представляет собой разрушение металла при одновременном действии коррозионно-активной среды и растягивающих напряжений. Разрушение проявляется в зарождении и быстром распространении трещин в металле, трещины проходят через зерна или вдоль границ зерен без заметной макропластической деформации металла. Растрескивание происходит, если растягивающие напряжения а (от приложенных нагрузок или остаточные) превышают критическое значение (ориентировочно = 0,5оо 2), а в электролите - коррозионной среде - имеется активатор, способный разрушить пассивное состояние металла. Для коррозионно-стойких сталей таким активатором являются ионы СГ для большинства коррозионно-активных сред. Действие ионов СГ проявляется при pH = = 2...10 и температуре электролитов выше [c.236]

Коррозионное растрескивание наблюдается почти для всех металлов. Однако для каждого металла оно связано с особой окружающей средой. Среды, вызывающие растрескивание, часто разрушают металл только с поверхности, если отсутствуют напряжения. [c.593]

Следует учесть, что при отсутствии в металле значительных остаточных напряжений и равномерном распределении по сечению конструкции наложенных извне напряжений, скорость коррозии ряда металлов такая же, как и без приложенных напряжений. При наличии же концентраторов напряжений эти металлы могут быть подвержены коррозионному растрескиванию. Установлено, что сплошные образцы разрушались от воздействия щелочной среды при напряжении не ниже 36 кг мм , в то время как образцы с надрезами разрушались при напряжении 14,6 кг/млг. [c.98]

Сравнительное значение межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания. Межкристаллитная коррозия, проникающая в глубь между зернами, при одинаковых материальных коррозионных потерях вызывает значительно большее снижение прочности, чем равномерная коррозия. Так, по истечении длительного воздействия коррозионной среды деталь, изготовленная из материала, склонного к межкристаллитной коррозии, может разрушиться, если внезапно подвергнуть ее действию нагрузки, которую вначале она легко выдерживала. Это имеет значение при эксплуатации металлических изделий в атмосферных условиях, когда коррозия при отсутствии соответствующих защитных мероприятий может идти непрерывно, а опасным напряжениям изделия подвергаются в сравнительно редких случаях. [c.612]

Растрескивание. Растрескивание металла под действием периодических или растягивающих напряжений в коррозионной среде называют коррозионной усталостью. Если напряжение не превышает критического значения, называемого пределом выносливости или пределом усталости, то вне коррозионной среды металл не будет разрушаться при сколь угодно большом числе циклов нагружения В коррозионной среде истинный предел усталости обычно не достигается, так как металл разрушается [c.28]

Некоторые сплавы разрушаются под напряжением в коррозионной среде вследствие внедрения атомов водорода в кристаллическую решетку. Это явление называется водородным растрескиванием или водородной хрупкостью. [c.191]

Очень важным является вопрос о влиянии извне приложенных напряжений. Для некоторых сплавов в определенных электролитах был обнаружен порог напряжений, ниже которо-го растрескивания не наблюдалось. На основании этого сделано заключение [I—7], что для всех сплавов имеется критическое напряжение, ниже которого они не растрескиваются, и при этом напряжении их можно безопасно эксплуатировать. ОднакО это положение является весьма дискуссионным во-первых, многие сплавы, склонные к КР, вообще не обнаруживают критического напряжения во-вторых, само понятие критическое напряжение неопределенно, поскольку оно зависит от состава коррозионной среды. Кроме того, если долго выдерживать под нагрузкой высокопрочный сплав, склонный к КР, то и при нагрузке, равной критическому напряжению, он рано или поздно разрушится. В-третьих, мы не может знать точно величину остаточных напряжений в конструкции и поэтому не- [c.121]

Растрескивание. Если металл, находящийся в коррозионной среде под действием повторных или переменных растягивающих напряжений, растрескивается, то говорят, что он разрушается вследствие коррозионной усталости. При отсутствии коррозионной среды металл под действием таких же напряжений, но имеющих значения ниже критического, называемого пределом выносливости, не разрушается даже после безграничного числа циклов. В коррозионной среде истинного предела выносливости, как правило, не существует. Металл разрушается после определенного числа циклов, даже испытывая малые напряжения. Типы сред, вызывающих коррозионную усталость, многочисленны и не специфичны. [c.26]

Сплав Хастеллой С испытывался в самых разных морских средах и показал очень высокую коррозионную стойкость (табл. 32). Обращает внимание универсальная стойкость этого сплава, не разрушаю--щегося в быстром потоке, при высоких температурах, в стоячей морской воде и т.д. Согласно результатам некоторых экспериментов Хастеллой С может выдерживать экспозицию в морской воде с температурой почти 290 С. Другими словами, этот сплав обладает абсолютной стойкостью в условиях, связанных со струевым воздействием, наличием щелей и градиентов температуры. Кроме того, Хастеллой С не испытывает коррозионного растрескивания в морской воде при растягивающих напряжениях, близких к пределу текучести. [c.87]

Из изложенного следует, что для наступления коррозионного растрескивания необходимо совместное воздействие на металл меха-нйческих напряжений и коррозионной среды. Коррозионная среда должна вызывать селективное разрушение поверхности металла [111,83]. Этому условию отвечают, в частности, растворы, содержащие ионы галогенов. По мнению Д. Д. Харвуда [111,75], механические напряжения способствуют в ряде случаев локализации коррозии, увеличению электрохимической активности металла, нарушению защитной пленки, изменению фазового состава сплава. Д. В. Ментер [111,84] считает, что в присутствии ионов хлора окис-ная пленка разрушается в первую очередь на тех участках металла, где имела место пластическая деформация. [c.141]

Как указывалось выше, в явлении коррозионного растрескивания аустенитной нержавеющей стали значительную роль играет наличие в металле механических напряжений. По мнению Д.Д. Харвуда [111,71], наличие напряжений в металле может вызвать 1) фазовые переходы в сплавах, 2) процессы упорядочения и раз-упорядочения в твердых растворах, 3) локализацию анодных участков. Не следует забывать также, что металл может разрушаться при определенной величине механических напряжений и при отсутствии коррозионной среды. В большинстве случаев коррозионнога растрескивания трещины в металле располагаются перпендикулярна направлению растягивающих усилий. Коррозионное растрескивание наблюдается при напряжениях как ниже, так и выше предела текучести [111,72], т. е. когда напряжение в металле создается как непосредственным приложением нагрузки извне, так и при остаточных напряжениях. Последние могут быть следствием холодной деформации, обработки резанием, давлением и т. д. [111,89]. [c.142]

В связи с разрушением высокопрочных сталей в относительно сухих атмосферах становится все труднее и труднее отличать КР от процесса замедленного разрушения, которое может протекать и в отсутствие коррозионной среды, а само поняти1е коррозионное растрескивание нуждается в уточнении. В самом деле ранее, когда сплав не разрушался на воздухе, а при помещении его в коррозионную среду начал трещать (при наличии в том и другом случае растягивающих напряжений), считали, что имеют дело с КР. Поскольку по отношению к высокопрочным сплавам относительно сухой воздух также является коррозионноактивной средой, неясно, что понимать под КР. Возможно, ЧТО для отличия КР от замедленного разрушения необходимо вводить контрольные испытания в вакууме или в абсолютно инертной атмосфере. [c.128]

Для оценки сопротивляемости сварных соединений разрушению в агрессивных средах в условиях напряженного состояния разработан ряд методик. Напряжения в образце могут быть вызваны собственным полем остаточных напряжений за счет сварки, путем приложения внешней нагрузки или суммарным действием обоих факторов. Напряженное состояние в образцах может быть одноосным или двухосным. Испытания при одноосном нагружении внешней нагрузкой следует рассматривать как сравнительные, поскольку они не полностью воспроизводят напряженное состояние конструкций типа оболочек. Тем не менее они могут быть успешно использованы для сравнительной оценки стойкости против коррозионного растрескивания основного металла, а также влияния различных факторов неоднородности сварных соединений. Одноосные напряжения могут быть созданы постоянной нагрузкой. Статические растягивающие одноосные напряжения в образцах с заданной начальной деформацией могут быть созданы изгибом или растяжением. Для сварных соединений широко используют образцы в виде скоб (рис. 101). Различные начальные напряжения в них можно создавать, изменяя с помощью винта величину стрелы прогиба. Для выявления стойкости определенной зоны сварного соединения целесообразно использовать одноопорную схему, так как в зоне приложения нагрузки создаются максимальные напряжения. При двухопорной схеме более равномерное распределение напряжений позволяет сразу выявить слабую зону. Подготовленные таким образом образцы помещают в агрессивную среду и, если через заданное время образец не разрушился, его испытывают на растяжение. Считается, что сварное соединение может работать в условиях напрялсенного состояния, если изменение свойств не превышает 5... 10 %. [c.174]

В заключение, рассматривая механизм коррозионного растрескивания металлов, необходимо отметить, что электрохимический механизм не является единственным путем, которым разрушаются металлы при одновременном действии растягивающих напряжений и коррозионной среды. Являясь главным для большинства подобных случаев, он дополняется другими, из которых наиболее важным является наводораживанне. Последний механизм иногда может даже превалировать над электрохимическим, что, по-видимому, имеет место при сульфидном растрескивании сталей, т. е. растрескивании во влажном сероводороде. [c.32]

Коррозионное раст1рескиванне можно определить как самопроизвольное разрушение металла под одяовременным воздействием коррозионной среды и растягивающих напряжений. Наибольшая опасность при этом виде разрушений заключается в том, что металлические материалы мог обладать высокой коррозионной стойкостью в данной среде и в то же время разрушаться вследствие коррозионного растрескивания. [c.6]

Двухнедельные испытания, проведенные Копсоном [12], показали, что чувствительность стали к коррозионному растрескиванию под напряжением в горячих растворах едкого натра возрастает при увеличении содержания никеля в сплаве по крайней мере до 8,5%. Сплавы, содержавшие не менее 28% N1, за время испытаний ие разрушались. В кипящем 42%-ном растворе хлорида магния сплав Ре—9 N1 оказался наиболее чувствительным к растрескиванию из всех исследованных (табл. 1.23). Сплавы, содержавшие 28 и 42% N1, не разрушались в течение 7 суток. Купер [13] сообщал о растрескивании сплава Ре—36 N1 в той же среде за 10—35 сут. Радд и др. [14] отмечали растрескивание образцов сплава Ре-36 N1 при комнатной температуре в среде, состав которой не сообщается, но причиной растрескивания служили, возможно, остаточные примеси кислого травящего раствора хлорида меди. [c.51]

Если растрескивание обусловлено предварительно существующими активными участками, то межкристаллитная коррозия наблюдается на ненапряженных образцах, по-крайней мере на ранних стадиях выдержки в растворе до образования на них защитной, окисиой пленки. Металлографические исследования образцов полированной стали выявили наличие поражений по границам зерен после погружения их на некоторое время в коррозионную среду, вызывающую, коррозионное растрескивание нагруженных образцов (см. раздел 5.2). Несмотря на то, что такая коррозия по границам зерен не распространяется на большую глубину в отсутствие напряжений, с помощью анодной поляризации малоуглеродистую сталь в кипящем нитратном растворе можио полностью разрушить за счет межкристаллитной коррозии. [c.231]

Для коррозионного растрескивания характерно направленное развитие коррозионной трещины иод совместным влиянием среды и растягивающих напряжений. Это иногда приводит к тому, что упруго напряженный металл подвергается растрескиванию вследствие воздействия коррозио нной среды, поскольку растягивающие напряжения разрушают защитные окисные пленки [103]. [c.67]

Следует отметить, что коррозионное растрескивание происходит в очень немногих химических средах и зависит от давления и температуры. Известно, например, что закаленная сталь Х18Н10Т, испытанная под напряжением в кипящем 20%-ном растворе поваренной соли, разрушается через 20 ч. [c.118]

Влияние типа арматурных сталей. В ненапрягаемых железобетонных конструкциях марка стали не оказывает сколько-нибудь заметн,ого влияния на скорость коррозионных процессов. Однако при действии агрессивных сред на предварительно напряженные элементы, где усилия в арматуре превышают 400—600 МПа, может быть коррозионное растрескивание сталей. Опасность этого вида коррозии усугубляется способностью арматуры внезапно разрушаться без каких-либо предварительных внешних признаков. Сравнительная стойкость основных видов высокопрочной арматуры приведена на рис. 26. [c.57]

Дефекты основного металла и сварных соединений (наряду со стимуляцией процессов электрохимической коррозии и началу растрескивания непосредственно со стадии субкритического роста трещин, минуя стадию зарождения) способствуют ускорению диффузии и увеличению растворимости водорода (при увеличении плотности дислокаций), стимулируют образование коррозионнонестойких пленок, создают участки с высокой концентрацией микро- и макронапряжений, повышают термодинамическую неустойчивость дефектного участка и интенсифицируют его наводороживание. Поэтому Лля повышения надежности оборудования и коммуникаций, контактирующих с сероводородсодержащими средами (наряду с тщательным входнь контролем соответствия материалов конструкций техническим условиям на их поставку и неразрушающим контролем монтажных сварных соединений), эффективными являются предпусковые гидроиспытания металлоконструкций давлением, создающим напряжения 90-95 % от минимального нормативного предела текучести металла [55]. В процессе этих испытаний разрушаются участки основного металла и сварных соединений, содержащие потенциально опасные дефекты. Вокруг оставшихся неопасных дефектов образуются зоны остаточного сжатия, повышающие коррозионную стойкость сварных соединений. Кроме того, после гидравлических испытаний максимальные остаточные напряжения в зоне сварных соединений труб в 2—3 раза снижаются за счет пластического удлинения растянутых областей металла. Одновременно снижаются монтажные напряжения в наиболее напряженных участках трубопровода. На участках трубопроводов и узлах оборудования, где по техническим причинам не представляется возможным проведение гидроиспытаний для выявления недопустимых дефектов, необходимо применять 100%-ный радиографи- [c.26]

Скорость коррозии арматуры зависит от поступления кислорода воздуха и влаги к поверхности металла. Особенно быстро разрушают железобетонные конструкции производственные газы (хлор, сернистый ангидрид, хло ристый водород) в присутствии влаги. Коррозия предва рительно напряженной арматуры, изготовленной из высо копроч ной углеродистой проволоки при равных условиях будет больше, чем ненапряженной стержневой арматуры изготовленной из обычной стали. Это объясняется тем что в напряженном состоянии металл подвержен кор розионному растрескиванию, т. е. появлению на его по верхности трещин. В результате коррозионная среда проникшая в трещины, углубляет их и прочность металла снижается. [c.13]

В сплавах типа дюралюминий (4% Си—А1) после низкотемпературного нагрева по границам зерен выпадает интерметаллическое соединение uAi,, что сопровождается обеднением соседних участков структуры медью. В электролите, например растворе Na I, между границами зерен и самими зернами начинается гальваническое взаимодействие, протекающее с разрушением металла по границам зерен. Дикс [13] высказал предположение, что избирательная коррозия, распространяющаяся либо вдоль границ зерен, либо через сами зерна, в сочетании с высокими растягивающими напряжениями является необходимым условием для возникновения растрескивания у любого металла. По его мнению, влияние внутренних напряжений заключается в расширении мелких трещин, в результате чего разрушается защитная пленка и новые анодные участки приходят в соприкосновение с коррозионной средой. В этой схеме участки, по которым в дальнейшем будут развиваться трещины, образуются в процессе затвердевания сплава или при последующей термической обработке. [c.112]

Коррозионные процессы в щелочной среде развиваются следующим образом. Углеродистая сталь в щелочном растворе покрывается защитной пленкой продуктов коррозии (окислов), которые затрудняют водородную деполяризацию. При pH = 9,5 и достаточном количестве кислорода образуется пассивный слой из гематита РегОз, а при отсутствии кислорода из магнетита Рез04. Эти. продукты не растворимы, поэтому в растворах до pH = 12 сталь разрушается в допустимых пределах и считается вполне устойчивой. При повышении концентрации, особенно при высокой температуре, защитный слой разрушается и углеродистая сталь интенсивно корродирует. Разрушение углеродистой стали, находящейся под напряжением, в концентрированных растворах носит межкристаллитный характер. В горячих растворах углеродистая сталь подвергается растрескиванию, это явление называют щелочной хрупкостью. [c.545]

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 ...