Повреждений металла и сварных соединений

Коррозионные среды и виды коррозионных

СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Решение

Параметр Ларсона-Миллера определяется по формуле Р = Т(С+lg t). Составим уравнение:

650 (20 + lg 3500) = 705 (20 + lg t).

Отсюда lg t =

Время до разрушения составит: t = 50,1 часа.

9 ВЛИЯНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЫ НА ПРОЧНОСТЬ

Много сварных конструкций эксплуатируются в условиях действия активных рабочих и внешних сред, которые могут существенно влиять на механические свойства сварных соединений, и для обеспечения высокой конструкционной прочности изделия требуется проведение дополнитель-ных конструктивных и технологических мероприятий. Статистика отказов сосудов давления, обычных и атомных энергетических установок пред-ставлена в табл.9.1 и наглядно демонстрирует значительную роль кор-розионной среды в возникновении и развитии разрушений.

Таблица 9.1 – Статистика отказов сосудов давления

Причины отказов	Количество отказов к полному количеству отказов, %
Обычные сосуды	Атомные установки
Механическая или термическая усталость
Коррозионно-механическая усталость
Дефекты производства
Другие

Склонность сварных конструкций к разрушению при одновременном влиянии механических нагрузок и активных сред зависит от следующих факторов:

- степени электрохимической активности металла разных зон свар- ного соединения, определяющей его термодинамическую неустойчивость;

- напряженного состояния металла, реализующего механическое разрушение;

- агрессивности коррозионной среды, зависящей от ее ионного сос-тава, рН-свойств, газонасыщенности, температуры, давления и других па-раметров.

Одним из существенных факторов влияния внешней среды на проч- ность металлов и сварных соединений является коррозионное влияние. На-иболее распространенными средами, оказывающими коррозионное воз-действие являются: влажный воздух, вода и водные растворы солей и ще-лочей, разные химические среды в химическом производстве.

Коррозия – это разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их со средой.

Химическая коррозия – это образование соединений в средах, кото- рые не проводят электрический ток (прямое соединение металла с агрес-сивными составляющими среды).

Электрохимическая коррозия – это произвольное разрушение метал-ла вследствие электрохимического взаимодействия с электролитически проводящей средой, при котором ионизация атомов металла (анодная ре-акция) и восстановление оксидного компонента коррозионной среды (ка-тодная реакция) протекают не в одном акте. Ионы металла направляются из анодных участков поверхности в раствор (анодный процесс), оставляя в металле электроны, которые перемещаются к катодному участку, где за-бираются каким- либо содержащимся в растворе ионом или атомом, спо-собным восстанавливаться на катоде. Разрушаются анодные участки, име-ющие более отрицательный в данной среде заряд.

Механизм коррозионных разрушений сварных соединений принци-пиально не отличается от механизма разрушений основного металла. Од-нако сварные соединения имеют большую неоднородность, которая вы -

звана расхождением химического состава, структуры отдельных зон, гео-метрией соединения, остаточными напряжениями и пластическими дефор-мациями. Наибольшее влияние коррозионной среды отмечается в тех слу-чаях, когда в сварных конструкциях действуют остаточные напряжения.

На рисунке 9.1 приведены основные виды коррозионных повреж-дений металла.

а – общая равномерная; б – местная;

в – межкристаллическая; г – коррозионное растрескивание

Рисунок 9.1 – Виды коррозионных повреждений основного металла

Это общая равномерная коррозия (а), местная коррозия в виде отде-льных язв и углублений (б), межкристаллическая коррозия (МКК), вызы-вающая разрушение по границе зерен (в). Указанные виды коррозионного повреждения приводят в основном к уменьшению несущего сечения дета-ли и созданию концентраторов напряжений вследствие изменения геомет-рической формы поверхности. Имеют место виды коррозионного повреж-дения, которые изменяют сопротивление металла разным видам нагрузки. Например, с образованием в металле сетки мелких трещин появляется так называемая коррозионная хрупкость. Под влиянием коррозионной среды может снизиться сопротивление усталости или сопротивление продвиже-нию трещины, что ведет к снижению критерия интенсивности напряже-ний К.

Опасным видом коррозионного разрушения является коррозионное растрескивание, когда в напряженном металле при наличии агрессивной среды появляется трещина от гладких поверхностей металла(рис. 9.1, г).

Основные виды коррозионных повреждений сварных соединений приведены в таблице 9.2 .

Таблица 9.2 – Основные виды коррозионных повреждений сварных

соединений

Тип коррозии	Вид коррозии	Характер разрушения
Общая	Равномерная сварного соединения
Равномерная основного металла
Сосредоточенная на шве
Сосредоточенная в зоне термического влияния
Местная	Межкристаллитная структурная:
в зоне термического влияния
в сварном шве
ножевая
Точечная питтинговая язвенная
Под напряжением	Коррозионное растрес-кивание (межкристал-литное и транскристал-литное разрушение)
Коррозионная усталость (межкристаллитное и транскристаллитное разрушение)

Дата добавления: 2014-11-16