Алюминиевых титановых

Основными компонентами наполнителей применительно к магниевым сплавам являются гипс, глина и др. Для алюминиевых протекторов наполнителем служит Са(ОН)2, для цинковых— глина с гипсовым порошком и др.

Медные баки для горячей воды иногда защищают от питтинга с помощью алюминиевых протекторов. Особенно этот способ распространен в некоторых районах Великобритании [12].

Различные алюминиевые сплавы ведут себя в протекторах совершенно по-разному. Потенциалы колеблются приблизительно в пределах от ?/н=—0,75 до 1/н=—1,3 В; значения а2 составляют от 0,95 для эффективных сплавов со ртутью до 0,7—0,8 для сплавов с кадмием, индием и оловом. Особо важное значение для алюминиевых протекторов имеют три типа сплавов. Все они содержат несколько процентов цинка. Кроме того, в качестве активаторов в них добавляют индий, ртуть, олово или кадмий. Алюминиевые протекторы со ртутью обеспечивают высокий выход по току. Поляризуемость у них мала. Стационарные потенциалы у них почти такие же, как и у цинковых протекторов, или еще более отрицательны (максимально на 0,15 В). Кроме того, имеются сплавы с несколькими процентами магния, стационарные потенциалы которых заметно более отрицательны (до —1,5 В по мед-носульфатному электроду сравнения). Однако они легко поляризуются и имеют значительно худший выход по току.

К труднорастворимым соединениям, образующимся на магниевых протекторах при обычной токовой нагрузке, относятся гидроксид, карбонат и фосфат магния. Впрочем, растворимость гидроксида и карбоната еще сравнительно высока. Очень низкую растворимость имеет только фосфат магния. Движущее напряжение у магниевых протекторов при защите стали при не слишком малой электропроводности и> >500 мкСм-см"1 составляет около 0,65 В, т.е. в три раза выше, чем у цинка и алюминия. Магниевые протекторные сплавы применяются преимущественно там, где движущее напряжение цинковых и алюминиевых протекторов недостаточно или где опасность пассивации слишком велика. Магниевые протекторы используют при повышенном электросопротивлении среды и для получения большей плотности защитного тока. Объектами такой защиты могут быть стальные конструкции в пресной воде, балластные танки для пресной воды, водоподогреватели и резервуары для питьевой воды. В случае резервуаров для питьевой воды важное значение имеет физиологическая безвредность продуктов коррозии (см. раздел 21.4). Здесь нельзя, например, применять алюминиевые протекторы, активированные ртутью. В грунте магниевыми протекторами можно защищать небольшие сооружения при удельном сопротивлении грунта до 250 Ом-м и более крупные резервуары и трубопроводы при сопротивлении грунта до 100 Ом-м. На объектах, имеющих органические покрытия для защиты от коррозии, в средах со сравнительно хорошей проводимостью иногда может оказаться необходимым промежуточное включение омического сопротивления для ограничения тока, чтобы не допустить повреждения покрытия слишком большим защитным током, или чтобы предотвратить установление слишком низких потенциалов (см. раздел 6).

Сообщалось также и о так называемых многослойных протекторах из различных протекторных материалов [31]. Такие протекторы должны вначале давать ток большой силы для предварительной поляризации, а затем в течение длительного времени работать с малым током при возможно большей токоотдаче (в ампер-часах). Когда такие протекторы имеют наружную оболочку из магниевого сплава и сердечник из цинка, температура плавления сердечника оказывается более низкой, чем у материала оболочки. Это соответственно усложняет технологический процесс изготовления. Однако та же цель может быть достигнута и проще при сочетании протекторов из различных материалов [82], например при использовании магниевых протекторов для предварительной поляризации и цинковых или алюминиевых протекторов для длительной защиты.

Крупные потребители, например для сооружений в прибрежном шельфе, иногда предписывают минимальные значения стационарного потенциала или коэффициента аг для алюминиевых протекторов. По определению токоотдачи (выхода по току) протекторных материалов нет единого мнения. Обычно испытание ведется по способу гальваностатической выдержи [33], т. е. с наложением заданного тока в искусственной (модельной) морской воде, или при длительном свободном протекании проточной естественной морской воды [34] . Способы исследований имеют тот недостаток, что образцы протекторов приходится вытачивать из сплошного материала. В таком случае остается неучтенным влияние литейной корки, поведение которой (в особенности у алюминиевых протекторов) может существенно отличаться от поведения материала сердцевины. Наряду с вопросом о воспроизводимости свойств материала образца встает вопрос и о способе проведения испытания, т. е. о выборе числа протекторов и их расположения в сосуде для испытаний. В частности, не исключено, что распределение тока и движение или обмен среды могут влиять на поляризацию. Поэтому при современном уровне исследований в любом случае можно получить только сравнительные показатели, которые нельзя приравнивать к показателям, получаемым в практических условиях. В общем пока еще не имеется обязательных инструкций по испытаниям.

Требуемая масса протекторов может быть рассчитана по' формуле (7.9); см. также литературные рекомендации [21]. При плотности тока /s = = 15 мА-м~2, общей защищаемой площади Si (м2) и сроке действия защиты в два года масса цинковых и алюминиевых протекторов получается следующей, кг:

При использовании алюминиевых протекторов расчетная масса при том же сроке службы в два года по формуле (18.36) составит 540 кг. При установке 96 протекторов такого же размера, как цинковые (массой чистого алюминия 6,2 кг, или 7,3 кг брутто), общая масса будет на 595 кг больше, чем в случае цинковых протекторов. Токоотдача алюминиевых протекторов практически такая же, как цинковых. Поэтому при использовании алюминия получается больший запас. Для эксплуатации сроком в четыре года требуется 1080 кг алюминия. 82 группы сдвоенных протекторов массой ПО1 7,3 кг каждый имеют общую массу 1197 кг. Поскольку общая токоотдача 106 А тоже получается завышенной, и здесь можно сэкономить протекторы, применив строенные группы.

Магниевые аноды могут применяться только в танках групп а и б. Алюминиевые протекторы по нормативам Ллойда [3] можно применять во всех танках, но в танках групп в и г только с таким расчетом, чтобы энергия падения при обрыве протектора не превышала 275 Дж; иными словами, протектор массой 10 кг можно закреплять на высоте не более 2,8 м над днищем танка. Цинковые протекторы допускаются без каких-либо ограничений. Ограничения для магниевых и алюминиевых протекторов обосновываются возможностью образования искры при падении (обрыве) протектора. Напротив, цинк более мягок и при его> падении не могут образоваться искры [23].

Рис. 20.2. Катодная внутренняя защита от коррозии резервуара-хранилища для сырой нефти при помощи алюминиевых протекторов (плотность защитного тока 8 мА-м~2, площадь защищаемой поверхности 2120 м2, требуемый защитный ток 17 А, теоретический срок службы 24 года, масса протекторов 1370 кг, общее их число 71 шт.): а — алюминиевый протектор; б — узел «А» ; в — резервуар-хранилище для сырой нефти диаметром 50 м (цифры у окружностей — число протекторов)

использовании алюминиевых протекторов (анодов), обладает особенно высокой способностью к формированию искусственных защитных покрытий (см. раздел 21.3). Второй случай встречается тогда, когда в очень мягких водах, бедных нейтральными солями, действующее напряжение магниевых протекторов оказывается недостаточным для получения требуемого защитного тока. Поскольку собственная коррозия магниевых протекторов в таких условиях очень мала, их применение с наложением тока от постороннего источника оказывается иногда значительно более экономичным, чем использование инертных анодов. Катодная защита резервуаров с горячей водой из горячеоцинкованной стали целесообразна особенно в тех случаях, когда по условиям эксплуатации или по составу воды есть основания опасаться язвенной коррозии [1]. При катодной защите резервуаров из горячеоцинкованной стали обычно предотвращается не столько коррозия цинкового покрытия, сколько вызывающая опасения язвенная коррозия. С учетом рассмотренного в разделе 6.2 взаимовлияния между катодной защитой и органическими покрытиями катодная защита резервуаров с горячей водой, имеющих полимерные покрытия, в общем случае нецелесообразна, если только не применены специальные системы покрытия с высоким электрическим сопротивлением и высоким сопротивлением проницанию. Должна быть подтверждена стойкость таких покрытий против катодного образования пузырей. Кроме того, требуется и достаточно высокая химическая стойкость, например против отложений Mg(OH)2 [2]. При катодной защите с наложением тока от постороннего источника можно принять во внимание неизбежное повреждение покрытия, выбрав такие параметры системы катодной защиты, чтобы все внутренние поверхности получили требуемый защитный ток.

Выбор металла открывает большие возможности снижения массы изделия. Наибольшая экономия металла может быть получена при использовании прочных и высокопрочных сталей, а также сплавов с высокой удельной прочностью (алюминиевых, титановых). Снижению массы изделия способствует применение более прочных холоднокатаных элементов вместо горячекатаных, а также использование термообработки. Однако повышение прочности металла нередко сопровождается ухудшением его свариваемости или снижением сопротивления разрушению. Поэтому экономия металла за счет повышения его прочности целесообразна только при учете всех этих факторов. Большие перспективы имеет применение композиционных материалов, например двухслойных сталей.

Дефектоскоп «Проба-3» работает в динамическом режиме с накладными ВТП, вводимыми в контролируемое отверстие, или сканирующими поверхность объекта простой формы. Дефектоскоп «Проба-4» ориентирована на выявление подповерхностных коррозионных поражений в неферромагнитных объектах из алюминиевых, титановых и других сплавов; «Проба-5» — предназначен для дефектоскопии деталей сложной конфигурации в зоне ребер, краев, пазов, отверстий и др., для чего комплектуется шестнадцатью ВТП разных конструкций. Оба этих дефектоскопа работают в статическом режиме, имеют пылеводозащи-щенное исполнение, автономное и се-

Вместе с тем обобщения экспериментальных исследований магниевых, алюминиевых, титановых сплавов, бронзы и сталей перлитного и аустенитного класса привели к возможности единого описания процесса роста трещины на основе введения в кинетическое уравнение модуля упругости [30]. В интервале скоростей 2,5-(10~5-10~4) мм/цикл было предложено описывать рост трещины уравнением, близким по структуре ко второму уравнению синергетики

При микрофрактографическом анализе линии Вальнера часто обнаруживаются на поверхностях разрушения каких-либо твердых и хрупких включений в металлических материалах, например интерметаллидных фаз в алюминиевых, титановых сплавах. В этом случае наличие линий Вальнера на -микроучастке излома свидетельствует о том, что разрушение прошло не по границе частица — матрица, а непосредственно через частицу.

В большинстве конструкционных материалов — сталях, алюминиевых, титановых сплавах, в жаропрочных сплавах на никелевой, хромовой, железной основах при температурах, существенно не превышающих рабочие, при отсутствии значительной статической составляющей нагрузки высокотемпературное усталостное разрушение, как правило, проходит по телу зерен. При повышения температуры и сохранении симметричного цикла на-гружения в изломах появляются участки межзеренного разрушения, на которых сохраняется характерный для усталостного-нагружения фрактографический рисунок в виде микрополосок или тонкой складчатости. При увеличении доли статического-нагружения возникающее на ряде участков межзеренное разрушение может проходить без фрактографических признаков, специфичных для усталости.

данных, относящихся к высоким и низким частотам, и выяснением степени различия между этими данными. Для многих металлов и сплавов (сталей никелевых, алюминиевых, титановых и др.) и неметаллов (стекло, керамика, ситаллыидр.) поверхностный анализ усталостных изломов и кривых усталости, полученных на высоких частотах нагружения, может не выявить рассматриваемого различия. Это закономерно, поскольку при высокочастотном деформировании материала усталостная трещина имеет все основные, характерные для низкочастотного нагружения, признаки, а ориентация зарождающихся и распространяющихся усталостных трещин для широкого диапазона частот не изменяется по отношению к направлению действия максимальных

На основании анализа и обобщения многочисленных собственных и описанных в литературе результатов исследований развития усталостных трещин в сталях, алюминиевых, титановых и магниевых сплавах, представленных в виде диаграмм усталостного разрушения (зависимостей скорости роста трещины от размаха или наибольшего значения коэффициента интенсивности напряжений), формулируются общие закономерности этого процесса и обсуждаются типичные отклонения от них. Устанавливаются параметры, позволяющие количественно характеризовать циклическую трсщиностойкость материала и воспроизвести диаграмму его усталостного разрушения. В этой связи рассматриваются различные математические модели кинетики роста трещины и оценивается статистическими методами их соответствие эксперименту.

Рассмотрены вопросы механики разрушения конструкционных материалов при низких температурах. Описаны результаты исследования механических свойств, чувствительности к надрезу, характеристик разрушения ряда алюминиевых, титановых, никелевых сплавов и сталей, а также некоторых композиционных материалов при низких температурах, вплоть до температуры жидкого гелия (4 К). Дана оценка свойств сварных соединений ряда сплавов при низких температурах.

литой, сварной или кованой конструкций из алюминиевых, титановых, магниевых сплавов или других материалов с отверстиями на рабочей поверхности для крепления монтажного приспособления или непосредственно испытуемого изделия. Конструкция ударной платформы должна обеспечивать передачу воспроизводимого ударного на-гружения на испытуемое изделие с минимальными искажениями, поэтому форму и размеры ее выбирают из условий максимальной прочности и жесткости. У кованых ударных платформ по сравнению с литыми или сварными конструкциями более высокие собственные резонансные частоты, их применяют, если необходимо воспроизводить ударные импульсы с малыми длительностями переднего фронта и большими ударными ускорениями. Если ударная платформа подвижная, то она имеет встроенные пневматические электромагнитные стопорные устройства, предназначенные для удержания ударной платформы с испытуемым изделием на заданной высоте, а также для предотвращения повторного удара платформы после отскока в случае воспроизведения одиночного ударного воздействия. Обычно применяют электромагнитное стопорное устройство, однако при обесточивании ударного стенда срабатывает стопорное устройство пневматического типа и удерживает ударную платформу от непредвиденного падения. Если ударная платформа неподвижна до начала ударного воздействия, то в ударной установке должно быть предусмотрено демпфирующее устройство, предназначенное для гашения скорости ударной платформы после удара. Ударная наковальня представляет собой массивную конструкцию, воспринимающую через тормозное устройство удар предварительно разгоняемой ударной платформы с испытуемым изделием. Ударные наковальни могут быть закреплены на основании установки либо жестко, либо на упругом подвесе. При жестком креплении наковальни ударную установку, как правило, размещают на фундаменте, изолированном от строительных конструкций сооружения, в котором находится установка. При упругом подвесе нако-

Зубила, крейцмейсели и канавочники. В зависимости от условий эксплуатации различают зубила и крейцмейсели слесарные (ГОСТы 7211—54 и 7212—54) и для пневматических молотков; канавочники бывают только слесарные. Инструмент для рубки изготовляют из стали марок У7А, У8А. Рабочая часть на длине 25—40 мм имеет твердость HRC 32—40. Углы заострения для чугуна и стали {5 = 70°, мягкой стали 6 = 60Р, алюминиевых, титановых и медных сплавов 3 = 35-=-ч-45а.

целесообразен для соединений из алюминиевых, титановых сплавов и других конструкций. Он обеспечивает хорошую защиту от азота и кислорода, глубокое и надежное пропла-вление соединений, производительность процесса.