Локальной плотности

Цель испытаний состояла в получении дополнительной информации о дефектах материала сепараторов и их эволюции при действии рабочих и испытательных нагрузок. Заключения о возможности эксплуатации или необходимости ремонта аппаратов основаны на прочностных расчетах, при проведении которых наряду с прочими принимали во внимание данные акусти-ко-эмиссионных измерений. Применение АЭД показало отсутствие тенденции к подрастанию дефектов при нагружении штатным испытательным давлением (1,25Рр). Следует отметить, что хотя отношение испытательного давления к расчетному было достаточно высоким, максимальные значения номинальных напряжений значительно уступали величине предела текучести, что связано с особенностями конструирования и расчета на прочность сосудов, предназначенных для эксплуатации в се-роводородсодержащих средах. При испытаниях аппарата С-303 ставилась также задача контроля возникновения локальной пластичности металла в зоне вварки штуцера, что было необходимо для обеспечения корректности схемы расчета на прочность. Локальная пластичность не была обнаружена, что свидетельствует об упругом поведении материала при действии проектных нагрузок.

Значение 60 можно либо измерить непосредственно, с помощью соответствующих приспособлений, либо на основании бк-модели найти из аналитического решения раскрытие б для об-ра.чца данной формы. Раскрытие йс является некоторой константой локальной пластичности материала (для данной его толщины) в вершине неподвижной трещины в момент перехода к началу ее роста.

Итак, из проведенного сопоставления следует, что при больших длинах трещин и малой локальной пластичности материала наблюдается полное совпадение результатов расчета по обоим критериям. Обе характеристики материала в этом случае также полностью совпадают:

где D0 и DR — соответственно начальный диаметр образца и его конечный размер в шейке. Однако ek не является объективной характеристикой локальной пластичности материала, поскольку ее значение связано с параметрами конкретной испытательной машины. Оказывается,-что ек соответствует деформации [437], при которой на кривой нагружения после прохождения максимума выполняется условие

Описаны современные методы изучения изломов — оптическая и электронная фрактография. Показано применение фрактографического анализа для изучения кинетики разрушения и оценки локальной пластичности материалов. Приведены примеры эксплуатационных разрушений деталей из сталей, сплавов на алюминиевой, титановой, никель-хромовой и других основах.

Для стали Х15Н5Д2Т с молибденом в плоских образцах шириной 35 мм для оценки К\с по сравнению с образцами сечением 10X11 мм для определения ату в центре образца под усталостной трещиной наблюдался менее пластичный ямочный рельеф, при этом относительная доля боковых скосов значительно меньше. Снижение локальной пластичности было меньше в состоянии коагуляционного старения, когда материал обладает высокой способностью к торможению разрушения в условиях сосредоточенной деформации (^ = 525°С, ав=1,34 ГН/м2, Ч7<,,2=1,21 ГН/м2, /С1с=151,6 МН/м3/*, ату = 0,59 МДж/м2), чем в состоянии фазового старения (? = 425°С, ав=1,31 ГН/м2, о02 = = 1,08 ГН/м2, /Cic=120 МН/м3.'% ату = 0,47 МДж/м2) (рис. 2).

Влияние ряда структурных факторов и параметров разрушения (скорости, степени локальной пластичности, направления развития трещины) на макрошероховатость освещено в работе 1110]. Образование неровностей на поверхностях разрушения является, как правило, следствием образования излома путем слияния многих трещин в единую и распространения трещины по определенным образом меняющейся траектории, определяемой направлением действующих напряжений, кристаллографической ориентировкой элементов структуры, текстурой материала и т. д.

Оценка локальной пластичности при разрушении листовых образцов из сплава АК4-1-Т1 по глубине ямок (оптическая фрактография)

не склонны к хрупким разрушениям типа внутрикристалличе-ского скола. Тем не менее и для них возможно проявление малой способности к локальной пластичности при разрушении. В алюминиевых и титановых сплавах очень хрупкие фасетки с ручьистым узором могут образовываться лишь в местах разрушения неметаллических включений, первичных выделений упрочняющих фаз и пр. (рис. 26,а). В титановых сплавах хрупкое разрушение наблюдалось также при повышенном содержании водорода (рис. 26,6), разрушении литых гранул в гранулированных сплавах (см. рис. 21).

замедленного разрушения. Место начала разрушения определилось зоной действия максимальных по величине внутренних растягивающих напряжений. Микрофракто-графический анализ показал внутризеренный характер разрушения как в очаге излома ЗР, так и на значительном (5— 7 мм) расстоянии от него. Разрушение в очаге в основном хрупкое, с участками, имеющими ручей-ковый узор, наблюдаются менее хрупкие участки с рисунком в виде язычков и небольших складок, по мере удаления от очага микрорельеф излома приобретает более заметно выраженные признаки локальной пластичности — плоские ямки в виде сотового рельефа. Из анализа последовательно снятых по ходу трещины электронных фракто-грамм вытекает, что хрупкость разрушения по мере удаления от очага уменьшается, в то время как общая скорость развития трещины увеличивается.

разрушения в общем случае, условно* можно разделить на два участка: первый, примыкающий к очагу, образованный практически целиком межзеренным разрушением и соответствующий стадии медленного развития разрушения, и второй, имеющий смешанное строение и соответствующий ускоренному равитию разрушения. Зона однократного долома имеет, как правило, преимущественно волокнистое строение, соответствующее внутризе-ренному разрушению или разрушению по границам зерен, по проходящему с более существенной пластической деформации, чем при длительном нагружении. В том случае, когда при длительном развитии трещины разрушение преимущественно внутризеренное, различие между этими зонами выявляется менее четко и в ряде случаев лишь по степени локальной пластичности ямочного рельефа. Замечено, что с увеличением долговечности увеличивается относительный размер первой зоны, а также различие первой и второй зоны по степени зернистости (см. табл.3).

Решения уравнений баланса плотности среды, плотности импульса, плотности внутренней энергии и локальной плотности энтропии показывают, что в движущемся потоке найдутся составляющие вращения, которые будут определять дополнительные ротационные составляющие процессов деформации и структурообразования в технологической среде [1].

Увеличение концентрации добавки в два раза (кривые 5, 6) привело к практически полному подавлению механохимического эффекта: скорости растворения напряженных и ненапряженных образцов оказались одинаковыми. Уменьшение деформационого прироста общей скорости растворения поверхности (при одинаковом приросте локальной плотности потока) с увеличением степени заполнения поверхности ингибитором вследствие повышения его концентрации подтверждает механизм ингибирования коррозии кальцита, предложенный ранее [26].

вычайно малой) поверхности идет растворение анодной структурной составляющей (феррита) и увеличиваются площади катодных участков, что ведет к снижению истинной (локальной) плотности катодного тока. После того как плотность тока станет ниже критической точки пересечения катодных ветвей поляризационных кривых обоих ингибиторов, усиливается тормозящий эффект ингибитора КПИ-1 по сравнению с катапином-А.

Увеличение концентрации добавки в два раза (кривые 5, ^привело к практически полному подавлению механохимического эффекта: скорости растворения напряженных и ненапряженных образцов оказались одинаковыми. Уменьшение деформационного прироста общей скорости растворения поверхности (при одинаковом приросте локальной плотности тока) с увеличением степени заполнения поверхности ингибитором вследствие повышения его концентрации подтверждает механизм ингибирования коррозии кальцита, предложенный ранее [28].

В пользу электрохимической гипотезы коррозионно-механического разрушения говорит большая локальная скорость растворения металла, которая выражается в высокой локальной плотности тока коррозии. По существующим в литературе оценкам ток коррозии ювенильной поверхности составляет 1—10 А/см2, при наличии на поверхности того же металла оксидных пленок ток снижается до 1СГ9 — 10~5 А/см2, т.е. до 9 порядков. Исследование электродных потенциалов различных металлов в процессе образования ювенильных поверхностей непосредственно в электролите показало, что степень разблагораживания потенциала определяется свойствами защитных пленок. Чем выше защитные свойства, тем выше степень разблагораживания. Наибольшее смещение в отрицательную сторону потенциала по отношению к нормальному каломельному электроду отмечено у алюминия в 3 %-ном растворе NaCI ( до — 1,46 В), у магния — в растворе щелочи (1,19 В - 1,74 В). У железа, никеля и меди в 3 %-ном растворе NaCI потенциал смещался соответственно от —0,47 до—0,6 В; от — 0,17 до—0,51 В и от —0,21 до —0,44 В. У ряда титановых сплавов нами получено смещение потенциала при зачистке поверхности, непосредственно в коррозионной среде: от (—0,75) -=- (— 0,90) В до (—1,24) •=--г (-1,27) В.

где Ея = 4КааТе определяет лучистую энергию, испускаемую в единицу времени единичным объемом газа при температуре, соответствующей равновесным условиям за прямым скачком уплотнения. Параметр Д'п характеризует средний планковский коэффициент поглощения газа. Для заданного состава газа в условиях местного термодинамического и химического равновесия /Сп является функцией локальной плотности и температуры.

Физический смысл среднего коэффициента облученности тот же, что и у локального, только вместо локальной плотности падающего излучения в точке М фигурирует ее среднее значение в пределах зоны i, т. е.

^Несмотря на меньшую неоднородность слоев, заторможенных насадками, чем свободных, значения а отдельных шаров насадки могут значительно различаться из-за различий локальной плотности укладки элементов свободно засыпанной насадки. В условиях опытов [Л. 454] значения а отдельных нагревателей, размещенных в разных точках заторможенного шаровой насадкой слоя, различались более чем в 2 раза при умеренных скоростях фильтрации и лишь при больших числах псевдоожижения различия сглаживались, как это видно и на рис. 3-9 для опытов других авторов [Л. 38].

Полученные недавно опытные данные в основном подтверждают двухфазную теорию псевдоожижения слоя газами. Так, например, Баумгартен и Пигфорд [Л. 1099], измерив по 'поглощению у-излучения мгновенные локальные значения плотности псевдоожижевного слоя стеклянных шариков (диаметром 24—234 мк), нашли, что на значительной высоте над входным газораспределительным устройством плотная фаза достигает концентрации, соответствующей минимальному псевдоожижению. По отношению к плотности осевшего слоя концентрация плотной фазы псевдоожиженного слоя стеклянных шариков составляла 0,92—1,0. Правда, в опытах с шариками алюмосиликатного катализатора крекинга (диаметром 41 мк) было получено более плохое соответствие (0,60—0,84). Авторы отмечают, что это расхождение частично могло быть вызвано наличием мелких пузырей (rf<18 мм), не обнаруживаемых аппаратурой в слое катализатора, тогда как в слое стеклянных шариков точность измерений была более высокой. Ясуи [Л. 716] указывает, что его опытные данные с некоторыми ограничениями подтверждают теорию двухфазного псевдоожижения. Дотсон {Л. 970] в комплексном статистическом опыте с помощью емкостных датчиков определил влияние различных факторов на колебание локальной плотности (однородность) псевдоожиженного слоя смеси силикона и медного порошка (93 : 7 по весу) в колонне диаметром 100 мм. Псевдоожижающим агентом служила смесь азота и углекислого газа (18 : 15 по объему). Было

Можно показать, что в самых разнообразных случаях псевдоожижения (в однородном пеевдоожиженном слое, в слое с проскоком газа в виде пузырей или нестабильных каналов) должна существовать тенденция к сегрегации частиц по размерам. Возьмем сначала однородный полидисперсный псевдоожиженный слой. Частицы разных размеров могут иметь одинаковую скорость витания, соответствующую общей скорости фильтрации лишь при различной порозности слоя около мелких и крупных частиц. Около мелких частиц порозность должна быть в общем больше, иначе они будут унесены вверх. По-видимому, системы с частицами разных размеров, находящимися на одном уровне, в известной мере неустойчивы, так как они требуют поддержания строго определенной и различной порозности в разных местах одного горизонтального сечения слоя. Кроме того, даже в однородном исевдоожиженном слое происходят небольшие быстрые колебания локальной плотности (порозности) слоя. Тогда при временном уменьшении поров-ности около мелких частиц они, обладая инерцией, будут успевать за это время несколько переместиться вверх под действием временно возросшего лобового сопротивления. Крупные частицы в аналогичных обстоятельствах имеют меньше шансов подняться из-за большей инерции и большей требуемой для их прохода ширины зазоров между вышележащими частицами. Опуска-7* 99

В настоящее время накоплен большой опыт по экспериментальному определению локальной плотности теплового потока в топках котлоагрегатов. Измерительные устройства, применяющиеся для этой цели, можно разделить на стационарные и переносные. К стационарным относятся калориметрические трубы и температурные вставки, к переносным — так называемые термозонды или переносные калориметры.