Механической неоднородностью

щие потерю металла, не только не защищают металл от наводоро-живания и от снижения механической прочности, а напротив, приводят к усиленному проникновению водорода в металл и к резкому падению прочности. Обычно такими свойствами обладают анионо-подобные добавки, в частности органические вещества, содержащие серу. Более того, было выяснено [198; 233], что ингибиторы, понижающие как скорость коррозионного растворения металла, так и скорость выделения водорода, могут в определенных случаях, снижая общее количество выделяющегося водорода, увеличивать в то же время его долю, проникающую в металл, т. е. стимулировать процесс наводороживания. Иными словами, была показана необходимость раздельного определения воздействия ингибиторов на процесс коррозии и на процесс наводороживания. Ингибиторы коррозии могут быть стимуляторами наводороживания. Учитывать это обстоятельство особенно важно при ингибировании коррозии напряженных металлов [69] или металлов под механической нагрузкой, когда они наиболее склонны к водородному охрупчиванию [3]. Некоторые примеры подобного влияния ингибиторов кислотного растворения стали и стимуляторов наводороживания приведены в табл. 5. Приведенные в ней катионоактивные соединения КПИ-1 (хлорида ДЗОП) и КПИ-3 не только замедляют коррозию, но и существенно снижают

В процессе изготовления волокнистых композитов в компонентах и на границе раздела неизбежно возникают остаточные микронапряжения. Возникновение остаточных микронапряжений обусловлено двумя основными причинами: (1) различием в коэффициентах термического расширения компонентов и (2) повышенной температурой, необходимой для отверждения композита. Для исследования остаточных микронапряжений развиты и экспериментальные, и теоретические методы [10]. В настоящем разделе мы будем интересоваться величиной этих напряжений в связи с их возможным влиянием как на свойства матрицы в композите, так и на истинное напряженное состояние, вызванное приложенной механической нагрузкой.

Разрушение от знакопеременных термоциклических нагру-. зок— термическая усталость — наблюдается в чистом виде лишь в тех деталях, которые нагружены незначительной дополнительной механической нагрузкой (двухолорные сопловые лопатки газотурбинных установок, ковши для разлива Металла, тормозные элементы колес и т. п.). Повреждающее действие этого вида нагружения в значительно большей мере проявляется в сочетании с внутренним давлением (котлы и трубопроводы энергетического оборудования), центробежными усилиями и вибронагрузками (рабочие лопатки газотурбинных установок), внешними нагрузками (валки прокатных .станов) и другими видами усилий. При этом термоциклическое повреждение поверхностных слоев деталей обычно является причиной возникновения первых очагов разрушения, инициирующих дальнейшее развитие трещин от действия статических или циклических усилий.

Критерий термоусталостной прочности в деформационном выражении можно записать и для асимметричного нагружения. По Заксу и Марину для изотермического нагружения следует исходную пластичность уменьшить на долю пластической деформации, которая создается дополнительной механической нагрузкой ат, вызывающей асимметрию цикла. Используя подобный подход, можно уравнение (5.44) для асимметричного неизотермического нагружения представить в виде

С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ

24. Диаграммы предельного состояния при термоциклическом на-гружении с дополнительной механической нагрузкой ... 154

начальную энергию активации (величину начального энергетического барьера) процесса разрушения при а = О, постоянную для данного материала в широкой области температур Г и не зависящую от обработки материала (наклепа, термической обработки, легирования и т. д.); т0 и TO = со0 параметры, совпадающие с частотой собственных тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке твердого тела, постоянные для всех исследованных металлов и сплавов, полимеров, ионных кристаллов, не зависящие от обработки материала и условий нагружения; напряжение материала а, обусловленное механической нагрузкой, уменьшает начальную энергию активации на величину -уа, активирует, таким образом, процесс разрушения и создает направленность процесса. Структурный коэффициент -у определяет степень уменьшения начального энергетического барьера под действием приложенного напряжения (характеристика чувствительности материала к напряжению).

Процесс коррозионно-усталостного разрушения железа и сталей при повышенных уровнях напряжений с увеличением числа циклов нагружения сопровождается разблагораживанием электродных потенциалов. Так, в 3 %-ном растворе NaCI потенциал вращающихся не нагруженных механической нагрузкой образцов железа, сталей 20 и 45 соответственно

Угол сдвига фазы между действующей механической нагрузкой и развивающимся на сопротивлении R электрическим напряжением определяется из выражения

Для измерения сил используют физические эффекты, в которых имеет место линейная зависимость между механической 'нагрузкой на чувствительный элемент преобразователя и другими величинами, например упругой деформацией, электрическим зарядом, магнитной проницаемостью и т. д. В большинстве методов используется линейная зависимость между силой и упругой деформацией пружинных элементов. Деформацию измеряют механическими или электрическими методами, описанными выше (см. § 1.2). Упругий элемент

В [Л. 5-52] контактная теплопроводность дисперсных систем рассматривается как сумма контактной теплопроводности свободна насыпанного материала Ксв, зависящей от геометрии частиц, их взаимного расположения, веса и пористости, и величины К (Р), определяемой внешней механической нагрузкой Р:

13. Зайнуллин Р.С., Бакши О.А., Абдуллин Р.С. и др. Ресурс нефтехимического оборудования с механической неоднородностью. - М.: Недра, 1998. - 268 с.

В настоящее время создание практически любого сосуда или трубопровода, начиная с элементарных газовых баллонов до негабаритных емкостей и магистральных нефтегазопроводов, связано с использованием сварки как основного технологического процесса. Его применение позволяет создавать не только весьма сложные оболочковые конструкции, но и существенно сокращать цикл производства и уменьшать их стоимость. Однако при этом необходимо учитывать и ряд неизбежных отрицательных явлений, возникающих при сварке. Сварные стыки различных элементов конструкций практически всегда обладают структурной, химической, а следовательно и механической неоднородностью;

Рис. 3.43 Расчетная схема сварного соединения с несимметричной механической неоднородностью

Нетрудно заметить, что с позиций оценки несущей способности рассматриваемых соединений с несимметричной механической неоднородностью их можно рассчитывать по зависимостям, полученным для случая Т-М-Т (см. рис. 2.6,д). в виде (3.10) путем введения понятия эквивалентной степени механической неоднородности А'вэ

Рис 3.46. Сравнение расчетных и экспериментальных значений прочности соединений с несимметричной механической неоднородностью сварного стыка (ТрМ-Т^:

где А* и В* — коэффициенты, определяющиеся механической неоднородностью прослойки (рис. 3.47).

Отмстим, что для оболочковых конструкций, выполненных из высокопрочных сталей и сплавов, сварные соединения которых обладают существенной механической неоднородностью, диапазоны оптимальных относительных размеров мягких прослоек, обеспечивающих равно-прочность основному металлу, довольно узки. В частности, для сварных швов, выполненных мягкими присадочными проволоками, данные диапазоны являются нетехнологичными. Однако, учитывая, что условия эксплуатации оболочковых конструкций ответственного назначения не допускают их не\тфугое деформирование в процессе нагружения. можно с>тцественно расширить диапазон ДОПУСТИМЫХ размеров мягких швов (из условия обеспечения их несущей способности на уровне предела текучести более прочного основного металла оболочки).

ная ситуация, как отмечалось в предыдущих разделах, характеризуется наиболее полной реализацией контактного упрочнения мягких прослоек и имеет место в соединениях с существенной механической неоднородностью (KR = ав"/ст;1 >4).

102. Клыков Н.А., Решетов А.Л. Прочность сварных соединений с несимметричной механической неоднородностью II Автоматическая сварка. — 1979. — № 12.— С. 29—32.

В настоящее время создание практически любого сосуда или трубопровода, начиная с элементарных газовых баллонов до негабаритных емкостей и магистральных нефтегазопроводов, связано с использованием сварки как основного технологического процесса. Его применение позволяет создавать не только весьма сложные оболочковые конструкции, но и существенно сокращать цикл производства и уменьшать их стоимость. Однако при этом необходимо учитывать и ряд неизбежных отрицательных явлений, возникающих при сварке. Сварные стыки различных элементов конструкций практически всегда обладают структурной, химической, а следовательно и механической неоднородностью;

Рис. 3.43 Расчетная схема сварного соединения с несимметричной механической неоднородностью