Коррозионное растрескивание - высокопрочная сталь
Cтраница 1
Коррозионное растрескивание высокопрочных сталей ( предел прочности более 1 4 ГН / м2) наблюдается в большинстве сред [3, 36, 37], включая влажный H2S, аэрированные растворы NaCl, Na2SO4 и NaNOs, растворы аммиака, морскую и промышленную атмосферу. В течение многих лет было широко распространено мнение о том, что водородное охрупчивание вызывает коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, экспонированных во влажном H2S или некоторых кислых средах, но механизм1 растрескивания в других средах был менее ясен. Фелпс [36], исходя из этого, отметил, что зависимость электрохимической поляризации от времени до разрушения может являться критерием того, происходит ли растрескивание за счет водородного охрупчивания или за счет растворения активных участков. В результате, если коррозионное растрескивание вызвано локализованной коррозией вдоль активных участков, имеющихся в стали, то наложение катодного тока должно подавить коррозионную реакцию и привести к существенному увеличению времени до разрушения. Наоборот, наложение анодного тока должно повысить скорость коррозии. Если же причиной коррозионного растрескивания является водород, выделяющийся в процессе общей коррозии, то наложение катодного тока должно привести к выделению еще большего количества водорода и соответственно уменьшить время до разрушения. Наложение анодного тока должно уменьшить выделение водорода и, следовательно, увеличить время до разрушения. На рис. 5.32 представлены различные типы кривых время до растрескивания - поляризация, где на основании описанных выше представлений указаны области, в которых разрушение происходит за счет или водородного охрупчивания, или коррозии активных участков. [1]
При исследовании коррозионного растрескивания высокопрочной стали 30 ХГСНА в 20 % - ном растворе верной кислоты 30 г. л NaCl он установил, что шлифование увеличивает скорость коррозионного растрескивания, а пескоструйная и дробеструйная очистка, а также снятие поверхностного слоя металла ( 23 мк) химическим путем снижают ее. [2]
Поэтому, если коррозионное растрескивание высокопрочных сталей является определяющей характеристикой, то необходимо принимать во внимание любые источники внедрения в сталь водорода за счет различных обработок поверхности, и любые другие источники, приводящие к внедрению водорода и способствующие его абсорбции в процессе эксплуатации изделий, например, за счет электрохимического анодного действия защитных покрытий, катодной защиты, удаления ( или нарушения) лакокрасочных покрытий и др. За исключением абсорбции, которая может иметь место в процессе изготовления и термической обработки, основными источниками наводороживания сталей являются следующие процессы. [3]
На склонность к коррозионному растрескиванию высокопрочных сталей внешние и внутренние факторы оказывают гораздо большее влияние, чем на другие виды коррозии; в особенности это относится к структуре Сплавов и составу внешней среды. Многие факторы, слабо влияющие на общую коррозию, могут привести к разрушению конструкций, изготовленных из высокопрочных сталей. [4]
Характер влияния коррозионной среды на коррозионное растрескивание высокопрочных сталей служит более веским доказательством правомерности модели, связанной с охруп-чиванием, вызванным коррозионной средой в вершине трещин. Среды, в которых происходит растрескивание высокопрочных сталей, не являются специфичными, поскольку растрескивание в отличие от низкопрочных пластичных сплавов происходит в широкой области водных растворов. Общим компонентом во всех этих коррозионных средах является водород. Если коррозионная среда содержит водород и специфические компоненты раствора облегчают внедрение водорода в металл, то растрескивание ускоряется. Наоборот, когда специфические компоненты раствора приводят к разряду ионов водорода с образованием газообразного водорода на поверхности стали, процесс растрескивания затормаживается. Компонентами раствора для ускорения растрескивания служат соли мышьяка, которые содействуют адсорбции атомов водорода и его внедрению в металл, а добавки платины в ту же самую систему, как полагают, ускоряют разряд водорода. На ускорение растрескивания влияет повышение плотности катодного тока в процессе испытаний, если, конечно, адсорбция водорода является составной частью механизма разрушения. На рис. 5.5 показано влияние добавок мышьяковистого натрия и платинохлористоводородной кислоты к раствору хлористого натрия на чувствительность к растрескиванию мартен-ситностареющей стали, содержащей 18 % Ni для различных значений приложенных плотностей катодного тока. [5]
 |
Влияние потенциала на время до разрушения при коррозионном растрескивании образцов ( кривая / и на проницаемость водорода через мембрану ( кривая 2. [6] |
Имеющиеся данные показывают, что коррозионное растрескивание высокопрочных сталей в водных средах происходит вследствие водородного охрупчивания, хотя точный механизм, посредством которого водород способствует растрескиванию, не известен. Однако возможно, что активные участки коррозии определяют процесс растрескивания тогда, когда большая часть времени до разрушения приходится на стадию зарождения трещины, а не на ее распространение. Хотя медленный рост трещины высокопрочных сталей происходит исключительно за счет водородного охрупчивания, тем не менее на одно примечательное исключение обратили внимание Керн и Стэйл [41], которые наблюдали медленный рост трещины в присутствии газообразного хлора и пришли к выводу, что присутствие водорода было не обязательным для распространения трещины. [7]
Раствор при 125 - 155 С вызывает коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, коррозионное растрескивание также происходит при наличии на цементированных стальных деталях прижогов, образующихся, например, при механическом шлифовании. [8]
При коррозии под напряжением с кислородной деполяризацией коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, так же как и скорость коррозии, зависит от соотношения силы коррозионного тока и предельного диффузионного тока по кислороду. При полном погружении в нейтральный раствор хлорида натрия, морскую и пресную воду скорость коррозии стали лимитируется скоростью диффузии кислорода, и поэтому приложение растягивающих напряжений в упругой области не вызывает увеличения скорости коррозии и коррозионного растрескивания. Следует отметить, что это справедливо только в том случае, если коррозия стали в напряженном и ненапряженном состояниях идет с кислородной деполяризацией. Если же при приложении растягивающих напряжений электродный потенциал стали в местах их концентрации разблагораживается настолько, что на этих участках значительно усиливается коррозия с водородной деполяризацией, то сталь может обнаруживать коррозионное растрескивание. [9]
При сопоставлении результатов испытания на склонность к коррозионному растрескиванию высокопрочных сталей в растворе 20 % - ной H2SO4 с добавкой NaCl ( 30 г / л) с результатами испытания во влажной пресной камере, камере солевого тумака, имитирующей тропические условия, и в атмосфере индустриального района, установлено, что с увеличением критического напряжения, полученного при испытании напряженных образцов в 20 % - ной H2SO4 с добавкой 30 г / л NaCl, время до начала растрескивания напряженной стали ( 145 кг / мм2) в указанных средах увеличивается. [10]
Правильный выбор противокоррозионной защиты позволяет до минимума свести коррозионное растрескивание высокопрочных сталей и надежно эксплуатировать изделия, изготовленные из них. [11]
Систематических исследований, посвященных влиянию легирующих элементов на коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, в литературе не встречается. Отдельные указания относительно влияния компонентов на коррозионное растрескивание в большинстве случаев не могут быть применены для закаленных на высокую прочность сталей. [12]
Увеличение содержания марганца и никеля увеличивает склонность к коррозионному растрескиванию высокопрочной стали. [13]
Раствор для химического оксидирования при 125 - 155 С вызывает коррозионное растрескивание высокопрочных сталей. При наличии на цементированных стальных деталях при-жогов, образующихся, например, при механическом шлифовании, также происходит коррозионное растрескивание. [14]
В данной работе проведено сопоставление результатов ускоренных испытаний на склонность к коррозионному растрескиванию высокопрочных сталей в растворе, состоящем из 20 % серной кислоты с добавкой хлористого натрия, с их поведением в различных атмосферных условиях. [15]
Страницы: 1 2