Образцы

Растяжение

Макеты, узлы

осные, двухосные напряжения, растяжение, изгиб, кручение); в) с суммарным напряженным состоянием от внешней нагрузки и собственных напряжений; г) с концентраторами, без концентраторов.

5) по показателям сопротивляемости разрушению в зависимости от вида коррозионного разрушения (табл. 5),

Для выбора материала и оценки сопротивляемости разрушению предусматривают испытания: 1) для оценки изменения свойств металла под влиянием среды вследствие общей и местной коррозии (гравиметрические, профилографические, механические при растяжении и изгибе, дополнительно электрохимические, физические); эти испытания являются необходимыми, но недостаточными для оценки сопротивляемости металла разрушению в агрессивной среде; 2) в напряженном состоянии с учетом собственных и внешних нагрузок. Сопоставляют свойства без воздействия и при воздействии среды. Свойства сварных соединений целесообразно сопоставлять со свойствами основного металла. Изменение показателя свойств /7 оценивают относительными коэффициентами fe fee. см- показывающими изменение свойств соответственно основного металла (fe ), сварного соединения {k) и сварного соединения относительно основного металла (/<<-! ) (табл. 6):

Ь - 5 .

1000/

ЮОо/о; k

см

см% =

<- П,

/0>

где Яэ-эталонное значение показателя сопротивляемости; Я , -соот1;ет-стренно сопротивляемость основного металла и сварного соединения е с/,

1А, Ом, т , Опс; Яс е с, с. чс. с?11с И ДР- Методы коррозионных испытаний сварных соединений на общую коррозию и в напряженном состоянии не стандартизованы. Для оценки стойкости против общей коррозии применяют два основных метода: гравиметрический метод, который заключается в установлении потери или прибавлении массы на единицу площади испытуемого образца в единицу времени {г/(м2-ч)], и профилографический метод, который заключается в определении глубины коррозии специальными профилографами. Для оценки стойкости сварных соединений против коррозии используют образцы: а - из основного металла; б - сварной, содержащий шов и зону структурных превращений; в - сварной, с зоной структурных превращений (з. с. п.) с основным металлом. Размеры образцов 25 X 50, 25 X 70 мм, fo6p = (5 - Ю) F. с.

5. Показатели коррозии для основных типов коррозионных разрушений сварных

соединений

Тип коррозионного разрушения (преобладающий отказ)

Основные методы и способы .оценки коррозии

Показатель коррозии

Сплошная (общая) коррозия

Гравиаметрический - определение изменения массы

Профилографический - определение глубины коррозии

Механический - определение изменения механических свойств: при растяжении при изгибе

Электрохимический - определение электродного потенциала

q, гДм.ч) h мм/год

СТ, кгс/мм; б, %; Р, кгс; а°; Ф, мВ

Местная коррозия: межкристаллитна я и избирательная

язвенная и точечная

Механический: при растяжении; при изгибе

Определение: глубины поражения металлографическим и профилографическим способами глубины

времени до появления поражения

числа коррозионных центров

о, КГс/мм2; 6, %;

Р, кгс; а°; h, мм/год

Л, мм t, ч, дни п

Коррочионная усталость:

статическая (коррозионное растрескивание;

повторно -статическая и циклическая

Определение: времени и скорости растрескивания

величины критических (пороговых) напряжений коэффициента интенсивности числа растрескавшихся образцов

условною предела коррозионно-циклической прочности числа циклов до разрушения

числа циклов до появления трещины

t, ч; \/t, 1/год, 1/Ч

ор, кгс/мм*

Iscc кгс/ммЗ/2 п

Стдг, кгс/мм N..

Классификацию металлов по их коррозионной стойкости в отечественной практике производят по десятибалльной шкале в соответствии с табл. 7 (ГОСТ 13819-68). Перевод показателя потерь массы на показатель h - глубину

коррозии в мм/год осуществляется по формуле h==8,76-~, где q - массовая

скорость, г/{ы-ч);у - плотность, г/см. Для сварных соединений, подверженных сосредоточенной общей и местной коррозии, определение изменения массы не позволяет оценить коррозионную стойкость сварного соединения, В этих случаях

6. Ориентировочная стойкость металла и сварных соединений против различных видов коррозионных разрушений и соответствующие коэффициенты относительной стойкости;

%. С

П (С)

п (М)

О с*) Й

о а: а:

Г) -S С)

а: о о ч су

s: а:

а: й с.

Продолжение табл. 6

Гитан и ei о сплавы

Природная атмосфера и

пресная вода Морская вода

Азотная кислота 65%-ная (кипение)

Соляная кислота 20%-ная (50 °С)

4-5 6

0,1-1

0,2-0,4

Совершенно стоек Возможна КУ

МКК, КР ОК. КР

о о-

S ?!

о а тз

й са

1 S О

i й о

, О

! I о

Примечание. С - стоек, МКК - межкристаллитная коррозия; ТК - точечная коррозия; КР - коррозионное растрескивание; КУ - коррозионная усталость.

целесообразно определять глубину коррозионного поражения путем снятия про-филограмм сварного соединения и изменения механических свойств при растяжении и изгибе, что позволяет оценить снижение несущей способности материала как вследствие общей коррозии, так и вследствие снижения прочностных и пластических свойств, вызываемых местной коррозией, а также охрупчиванием металла при насыщении реагентами среды,

7. Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов

Испытания на межкристзллитную коррозию аустенитных и аустенито-ферритных сталей регламентированы ГОСТ 6032-75.

Для оценки стойкости сварных соединений против коррозионных разрушений под напряжением (см. табл. 4) испытывают сварные образцы при одноосной внешней нагрузке при постоянном напряжении (растяжение или изгиб), при постоянном деформировании, при непрерывном деформировании для сравнительной оценки материалов, влияния технологических и других факторов; предпочтителы.ы испытания при постоянной нагрузке. Для оценки в.чияния остаточных сварочных напряжений испытывают образцы двух типов: натурные сварные узлы (например, трубные сварные узлы, трубные решетки с вваренными патрубками) и образцы, имитирующие сварное соединение реальных конструкций (трубчатые образцы с кольцевым и продольным швом, плоские пластины с продольным, крестовым и круговым швом, дисковые образцы с круговым швом, позволяющие на образцах одного типа получать различные виды напряженного состояния от жесткого двухосного до одноосного). Рекомендуемые размеры образца: диаметр образца 100-150 мм при толщине 2-5 мм с осесимметричным швом диаметром 20-40 мм, испытывают также образцы, узлы, макеты, обеспечивающие технологическое и конструктивное подобие реальной конструкции при наличии собственных

напряжений и от внешней нагрузки (статической, повторно-статической, циклической).

Кроме рассмотренных основных методов испытаний, используемых для выбора материала, технологии, конструкции, изучения механизма и скорости коррозионных разрушений сварных соединений применяют металлографические, электронно-графические, электрохимические, фрактографические и другие специальные методы исследований.

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ КОРРОЗИОННЫМ РАЗРУШЕНИЯМ В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

Сопротивляемость сварных соединений повышается:

1) при улучшении свойств металла, определяющих сопротивляемость сварного соединения воздействию агрессивных сред; 2) при улучшении напряженного состояния в сварном соединении и конструкции; 3) при уменьшении степени агрессивного воздействия среды или изоляции сварного соединения от среды; 4) при сочетании этих вариантов.

8. Специальные методы повышения стойкости сварных соединений и конструкций против коррозионных разрушений

Стадия изготовления

Способ улучшения коррозионной стойкости металла сварных соединений путем регулирования химического состава и структуры

Способ улучшения напряженного состояния в сварных соединениях

До сварки

Выбор оптимального состава и улучшение свойств основного металла Перед сваркой

Регулирование химического состава и структуры шва:

подбор рациональных присадочных материалов, проволок, покрытий, флюсов, защитных газов и др.; рациональная конструкция шва

Рациональное конструирование сварных соединений и узлов: правильный расчет; исключение конструктивных концентраторов напряжений; избежание наложения швов в ьы-соконапряженных зонах конструкции;

уменьшение величины, жесткости схемы и размеров зон остаточных напряжений Уменьшение общей и местной напряженности:

сварка без технологических коп-центраторов напряжений; рациональная последовательность наложения швов

При сварке

Регулирование термодеформационного цикла сварки и условий кристаллизации:

применение рационального метода, способа и режима сварки по погонной энергии и степени концентрации источника тепла; применение тепловых способов регулирования: дополнительный, предварительный, сопутствующий, последующий подогрев или охлаждение при сварке;

спев,иальные методы; применение присадочных материалов с развитой поверхностью, ультразвуковая обработка, электромагнигное перемешивание

После сварки

Улучшение свойств и снятие остаточных сварочных напряжений и деформаций термической, механической, термо;.!еханической, механо-термической, ультразвуковой и другими видами обработки

Создание сжимающих напряжений на поверхности