Физико-механические и коррозионные свойства металлических материалов, эксплуатируемых в агрессивных средах
19.12.2019
Однако, в большинстве случаев повышение прочностных характеристик приводит к снижению запаса пластичности и повышению чувствительности к хрупкому разрушению. Процесс хрупкого разрушения высокопрочных сталей, как правило, осуществляется по механизму замедленного разрушения, при напряжениях значительно меньше предела текучести под действием постоянной статической нагрузки спустя некоторое время после нагружения. Особую опасность при этом вызывает замедленное хрупкое разрушение, вызванное совместным воздействием растягивающих напряжений и агрессивных водородсодержащих сред.
К настоящему времени установлено, что внедрение водорода в металлы и сплавы может протекать по одному из двух качественно различных механизмов: в результате электрохимических процессов (коррозия, травление, гальваническая обработка, катодная защита трубопроводов) с участием ионов водорода, которые восстанавливаются и поглощаются сталью, данный процесс получил название низкотемпературного наводороживания; из водородосодержащей газовой среды при повышенных температурах и давлениях в результате термической диссоциации молекул водорода с образованием атомарного водорода, который абсорбируется сталью и вступает во взаимодействие с карбидами - высокотемпературная водородная коррозия.
В результате проведенных исследований по определению сравнительной стойкости термоупрочненных арматурных сталей в средах, вызывающих наводороживание, определены оптимальные режимы их термической обработки, которые позволяют существенно увеличить срок службы арматурного проката, эксплуатируемого в условиях длительно действующих статических нагрузок и агрессивных водородсодержащих сред. Изучено влияние внутренних и внешних факторов на кинетику процесса коррозионно-механического разрушения стержневой арматуры. Показано, что вне зависимости от типа среды, вызывающей наводороживание кинетика процесса растрескивания определяется уровнем приложенных и остаточных растягивающих напряжений, а также способностью структуры к релаксации напряжений.
Установлено, что при оценке эффективности различных способов термического упрочнения арматурных сталей с целью повышения их сопротивляемости коррозионно-механическому разрушению необходимо учитывать возможные разновидности этого явления, связанные с механизмом разрушения, особенностями агрессивной среды и наличием неоднородной гетерофазной структуры исследуемых металлических систем.
Предложены и апробированы методики определения адгезионной и когезионной прочности защитных покрытий, наносимых методом плазменного напыления. Проведены сравнительные коррозионные испытания порошковых материалов и защитных покрытий, позволившие установить, что наибольший эффект от их применения может быть получен при эксплуатации в щелочных средах. При работе защитных покрытий в кислых средах необходимо проведение дополнительной обработки поверхности с целью уменьшения ее пористости и проницаемости - оплавление или пропитка органическими материалами.
Результаты экспериментальных исследований могут быть использованы для разработки оптимальных режимов термической обработки арматурного проката и технологических параметров процесса плазменного напыления с целью создания металлических материалов, обладающих высокими технологическими и эксплуатационными свойствами.
Комментарии
Пока нет комментариев