Отрицательным результатам

На рис. 35 показано изменение потенциала свежезачищенной поверхности во времени в 3 %-ном растворе NaCI сплавов титана с различными содержанием алюминия и структурой. Как видно, изменение химического состава металла и структуры кардинально влияет на скорость регенерации пассивности. Это связано с тем, что в структуре сплавов имеются микрообъемы (фазы или сегрегаты легирующих элементов), с более отрицательным' потенциалом, чем матрица. Пока защитная пленка не нарушена, электрохимические свойства этих объемов стабильны. После разрушения пассивного защитного слоя эти микрообъемы, имеющие отличный от матрицы изобарный электрохимический потенциал, способствуют снижению компромиссного потенциала и возрастанию анодного тока. Последнее и вызывает снижение скорости регенерации пассивности. Выделенные фазы или сегрегации компонентов сплава в зависимости от их электрохимических свойств могут действовать или в качестве анодов в локальном элементе, или в качестве эффективных катодов, которые вызывают активное растворение участков матрицы, непосредственно прилегающих к таким катодам. Примером такого локального растворения обогащенных легирующими элементами сегрегатов служит исследование, проведенное авторами совместно с В. Ф. Щербининым. На образцах титанового сплава, содержащего 6 % AI и 6 % Zr, с помощью микротома снимали стружку толщиной менее 2 мкм при скорости резания 30 м/мин. Отбор стружки производили на воздухе и в растворе соляной кислоты (рН = 1). При снятии стружки в агрессивной среде свободные . от защитной пленки поверхности металла вступали в реакцию со средой. Остатки стружки, отобранной 8 коррозионной среде, как и стружки, взятой на воздухе, подвергали химическому анализу (табл. 10).

1. Как было показано выше, появление в структуре сплава фаз или сегрегации легирующих элементов (или примесных атомов), обладающих более отрицательным потенциалом, чем матрица, приводит после нарушения пассивности к созданию более отрицательного компромиссного потенциала и усилению анодного тока. Скорость репассивации активной поверхности замедляется. Пример этого— сплав ВТ5-1, состаренный при 500°С в течение 10—100 ч. Вязкость разрушения в коррозионной среде этого сплава в состаренном состоянии 40,3 — 46,5 МПа VM~. Излом темно-серый — характерный для коррозионного растрескивания. Однако достаточно этот же сплав подвергнуть закалке с 900—1000°С, обеспечивающей скорость охлаждения в интервале 400—600°С более 50 град/мин, как сплав становится нечувствительным к коррозионному растрескиванию. Величина вязкости разрушения поднимается до 93— 108,5 МПа л/vT Излом образцов становится светлым, как у металла, нечувствительного к коррозионному растрескиванию. В этом случае за счет устранения в структуре сегрегатов или упорядоченного а-твердого раствора (по алюминию) снижается величина анодного тока, уменьшается анодное растворение, создаются более благоприятные условия для репассивации поверхности после нарушения защитной пленки, в результате чего уменьшается возможность проникновения и диффузии водорода.

Протекторы должны наряду с достаточно отрицательным потенциалом иметь возможно большую токоотдачу (в амперах) и отличаться возможно меньшей поляризуемостью. Напротив, анодные заземлители стан-

Применение регулируемых установок на защитных станциях дает существенные преимущества, поскольку станции при этом всегда работают в оптимальных условиях. Например, при усиленном дренаже блуждающих токов с регулированием потенциала даже и при пиковых значениях блуждающего тока, вызванных высоким отрицательным потенциалом рельс — грунт, всегда накладывается достаточный защитный ток, тогда как при перерывах в работе электрифицированной железной дороги и соответственно более Положительном значении потенциала рельс — грунт протекает только ток, необходимый для достижения защитного потенциала. При этом воздействие на другие сооружения в среднем по времени остается незначительным. Кроме того, на кривой потенциала вдоль трубопровода регламентируется исходная (базовая) точка — потенциал станции катодной защиты. С этим потенциалом могут сопоставляться предельные значения других колеблющихся во вре-ми потенциалов в прочих точках измерения.

Еще один способ, ставший известным в последнее время [9], открывает возможность катодной защиты крупных топливных хранилищ и топливозаправочных станций от наружной коррозии без электрического разъединения сооружений, связанных с топливом, от систем заземлителей и т. п. Этот способ основывается на том, что для систем заземлителей, которые должны укладываться на территории топливного склада, в качестве меры защиты от прикосновения к деталям, находящимся под электрическим напряжением, и для целей грозозащиты применяют материалы с достаточно отрицательным потенциалом. Так, полосовые стальные заземлители с толстым цинковым покрытием имеют стационарный потенциал по медносульфатному электроду сравнения около —1,1 В. При помощи станции катодной защиты от коррозии потенциал защищаемых резервуаров и трубопроводов снижается до стационарного по-

В местах с недостаточно низким отрицательным потенциалом труба—грунт необходимо установить дополнительные анодные заземлители. Благодаря этому в зоне воронки напряжений вокруг анодных зазем-лителей потенциал грунта по отношению к защищаемому объекту будет повышен. Для этого потребуется лишь сравнительно небольшой защитный ток. Поскольку в основном представляет интерес только воронка напряжений, выбор места для установки дополнительных анодных за-землителей не зависит от удельного электросопротивления грунта; он

Центральной частью (ядром) называется участок железнодорожной сети, в котором все ветки путей удалены от подстанции или от какой-либо другой ветки пути менее чем на 2 км (по прямой). Все ветки пути, расположенные за пределами центральной части, именуются консольными участками пути. Таким образом, в разветвленной железнодорожной , сети к центральной части относятся не только те участки пути, которые находятся внутри окружности радиусом 2 км с центром в точке с наиболее отрицательным потенциалом — месте подвода кабеля обратного тока к подстанции, но и примыкающие к нему участки пути, удаленные один от другого менее чем на 2 км. Центральную часть железнодорожной сети можно проще всего определить при помощи кругового шаблона (радиус которого соответствует 2 км в масштабе плана этой сети), имеющего небольшое отверстие в центре (рис. 16.1).

этого необходимо, чтобы сталкивающийся электрон имел энергию выше энергии ионизации атома. В разряде на постоянном токе электроны непрерывно поступают из катода в газоразрядный промежуток. По пути к аноду они разгоняются электрическим полем, ионизируют атомы газа в камере и вместе с вновь образовавшимися электронами, также ионизирующими газ, уходят на анод. Электроны могут также рассеиваться на атомах газа, попадать на стенки камеры и оседать на них, так как эти стенки являются обычно непроводящими. Под отрицательным потенциалом оказывается и любой металлический электрод, не соединенный внешней цепью с источником питания «плавающий» электрод). Положительно заряженные ионы, обладая в тысячи раз большей массой по сравнению с электронами, являются частицами малоподвижными. Они медленно дрейфуют в электрическом поле и собираются отрицательно заряженными электродами или попадают на стенки камеры, где рекомбинируют с электронами.

Образующиеся положительные ионы устремляются на мишень М, находящуюся под большим отрицательным потенциалом (сотни и даже тысячи вольт). Как уже упоминалось, ионы легко теряют свою кинетическую энергию при соударении с атомами газа, так как массы сталкивающихся частиц практически равны. Поэтому они достигают мишени с энергией, приобретенной ими в электрическом поле на последней длине свободного пробега К перед нею, т. е. с энергией « Я$, где § — напряженность поля у мишени. Эта энергия может быть существенно ниже qV, где V— напряжение на мишени.

Проводник /, теряя электроны, заряжается положительно, проводник 2, приобретая избыточные электроны, заряжается отрицательно. Возникновение этих зарядов вызывает смещение друг относительно друга энергетических уровней проводников / и 2. В проводнике /, заряженном положительно, все уровни опускаются вниз, а в проводнике 2, заряженном отрицательно, все уровни поднимаются вверх относительно своих положений в незаряженном состоянии этих проводников (рис. 8.9, б). Это легко понять из следующих простых рассуждений. Для перевода электрона, например, с нулевого уровня Oj металла / на нулевой уровень 02 металла 2, находящегося под отрицательным потенциалом —V, относительно металла / необходимо совершить работу, численно равную qV. Эта работа переходит в потенциальную энергию электрона. Поэтому

Контактная коррозия происходит при электрохимическом взаимодействии металлов, имеющих различные электрохимические потенциалы. При этом металл с более отрицательным потенциалом становится анодом и усиленно корродирует. Для предотвращения контактной коррозии необходима тщательная изоляция разнородных металлов друг от друга.

Основы надежности закладываются конструктором в содружестве с технологом при проектировании. Заданная надежность обеспечивается в процессе производства применением прогрессивной технологии. В эксплуатации заданная функция надежности реализуется выполнением всех правил эксплуатации. Надежность изделия тесно связана с его долговечностью. Эффективных мер повышения долговечности много, в их числе закалка стальных деталей при нагреве т. в. ч., дающая возможность увеличить износостойкость зубчатых передач в 2—4 раза; хромирование трущихся деталей дает возможность увеличивать срок службы по износу в 3—5 раз и др. Хорошая система смазки является необходимым условием обеспечения надежности и долговечности машин. Широкое применение в машиностроении т. в. ч. для упрочнения деталей машин с целью повышения их ресурса объясняется многими их преимуществами по сравнению с другими видами термической обработки деталей. Однако реализовать эти преимущества возможно только при условии правильного установления параметров закалки. Важнейшими из них являются глубина закалки хк, твердость HRC, зона перехода закаленной части детали к незакаленной, частота тока и скорость процесса упрочнения. Теоретически глубина упрочнения трущейся детали должна равняться предельному допуску ее износа. Однако практически при ее определении следует учитывать условия работы детали, ее геометрические размеры и материал. Опыт применения т. в. ч. показывает, что при невыполнении этих условий закалка при индукционном нагреве приводит к отрицательным результатам. В тех случаях, когда зона перехода закаленной части детали к незакаленной совпадает с наиболее опасным сечением и местом концентрации напряжений, в этих зонах первоначально возможно появление микротрещин, а затем их развитие под действием знакопеременных нагрузок и усталостный излом. Аналогичные результаты могут быть и при недостаточной глубине закаленного слоя. 206

Абразивное электрохимическое шлифование (АЭХШ) при удачно выбранных режимах не только снижает растягивающие поверхностные напряжения (по сравнению с обычным шлифованием), но дает возможность получать на поверхности напряжения сжатия [175]. Так, при обратной полярности и применения шлифовального круга ППЗООХ25 X127 СЭШ2 К325 усталостная прочность сплава ВТЗ-1 повысилась с 294 (обычная шлифовка) до 422 МПа. Это может открыть широкие возможности для применения АЭХШ даже в качестве финишной операции. Тем не менее следует тщательно проверять возможность использования различных видов ЭХО, так как они могут привести и к отрицательным результатам [173,176].

Медь. При концентрации меди менее 0,1 % влияние ее на КР аустенитных сталей незначительно. При увеличении содержания меди в хромоникелевых сталях до 1 % возрастает сопротивление этих сталей к КР. Дальнейшее увеличение содержания меди приводит к отрицательным результатам.

Получение КЭП на основе хрома связано с рядом затруднений [1, с. 98—100]. Особенно трудно внедряются в покрытия высокотемпературные твердые оксиды, карбиды и другие вещества, которые соосаждаются сравнительно легко- с покрытиями никелем, медью, железом, оловом и другими металлами. Многие авторы пришли к отрицательным результатам при попытке получения хромового покрытия, содержащего частицы оксидов.

Весьма существенным элементом этого режима является время, в течение которого повышают число оборотов. При массовом производстве двигателей весьма важно по соображениям экономии места, времени, обслуживающего персонала и средств сокращать до минимума время, необходимое для обкатки. В то же время надо учесть, что сокращение времени обкатки при сложности отвода тепла с поверхностей трения может привести и к отрицательным результатам. Поэтому ниже приводится ряд соображений, которые должны помочь в определении необходимого времени обкатки.

Эти опыты приводили к противоречивым результатам. В одних случаях эффект обнаруживался, в других — нет. Однако оба результата следует подвергнуть сомнению. Когда эффект обнаруживался, легко можно было указать источник ошибки, заключавшийся чаще всего в загрязнении щели тем или иным веществом, в результате чего течение жидкости постепенно прекращалось. В наиболее чисто поставленных опытах английских физико-химиков Бастоу и Боудена щель сужалась приблизительно до 1 мк, но заметных изменений вязкости обнаружено не было. Однако в опытах Бастоу и Боудена ширину щели измеряли настолько грубо (с точностью, не превышающей 0,25 мк), что результаты измерения не позволяли делать заключений о том, какова вязкость граничных слоев жидкости толщиной 0,1 мк, что, собственно говоря, и представляет основной интерес. Поэтому то значение, которое Боуден и его последователи приписали отрицательным результатам своих экспериментов, следует не только считать преувеличенным, но надо расценивать как простое недоразумение.

Цианирование. Этим методом наиболее часто упрочняют детали из среднеуглеродистых сталей, а также режущий инструмент из быстрорежущей стали. Вид цианирования и температурный режим, а также состав ванн выбирают в зависимости от требуемой глубины и твердости слоя и материала детали. Глубина слоя для деталей, работающих в условиях переменных нагрузок, не должна превышать 5—10% величины радиуса деталей, а твердость должна находиться в пределах ЯУ700— 800. Повышение глубины слоя сверх указанных пределов может привести к отрицательным результатам.

Эффективность растворов, содержащих NaOH, Na3PO4, Na2O-3SiO2, явно мала для очистки загрязненных поверхностей, однако она резко повышается при добавлении в раствор эмульгатора ОП-7. При этом влияние эмульгатора на скорость очистки зависит от компонентов, входящих в данный раствор. Так, добавка ОП-7 в растворы, содержащие Na3PO4 или Na2O-3SiO2, более эффективна, чем в растворы с Na2CO3 или NaOH. При этом целесообразная концентрация ОП-7 не должна превышать 3 г/л, температура 80° С. При температуре 60—80° С моющая способность увеличивается в 1,5—2 раза. Для ускорения процесса рекомендуется добавлять 0,006—0,009 г/л пальмового масла, способствующего созданию омыленного раствора. Однако добавка пальмового масла в растворы, содержание Na3PO4 и ОП-7, приводит к отрицательным результатам. В такие растворы следует добавлять едкий натр, что может повысить моющую способность в 2 раза. Эмульгатор ОП-7 следует добавлять к раствору только в начале обезжиривания до того момента, когда в процессе работы начнется повышение концентрации жирных кислот до 2—3 г/л. Сочетание таких растворов со струйным методом очистки (давление 5— 10 атм) дает хорошие результаты, ускоряя процесс до 0,01 сек, что, в свою очередь, дает возможность уменьшать габаритные размеры моечного оборудования и энергетические затраты. Недостатком работы с такими установками является необходимость применения Апеногасителей.

Оптимальная концентрация железа для магнитной обработки воды строго не установлена. Удовлетворительные результаты по противонакипному эффекту нами были подучены при содержании железа 0,1—0,2 мг/кг и даже намного ниже (около 0,01 мг/кг). Однако некоторые авторы {И. М. Федоткин, С. И. Ткаченко, — А. В. Сандуляк) рекомендуют содержание железа 0,3—0,5 мг/кг, вводя железо искусственно при меньшей его концентрации в исходной воде. Между тем увеличение концентрации железа может привести к отрицательным результатам.

Недостатком этих методов является трудность определения требуемой зоны разогрева. Ошибка в положении зоны может привести к отрицательным результатам. Поэтому в производственных условиях метод повышения усталостной прочности путем местного нагрева распространения не получил.

Термоциклирование проводят с учетом системы интеграции используемых элементов РЭА, сложности узлов, приборов, систем, распределения отказов в зависимости от видов, дефектов, экономических аспектов и т.д. Общими при решении этой задачи являются следующие соображения: - чем сложнее и ответственнее аппаратура, тем для больших градаций целесообразно проведение термоциклирования; - наиболее экономически целесообразным является выявление потенциальных дефектов на уровне элементов; - чем выше степень интеграции элементов РЭА, тем целесообразнее их термоцик-лирование до монтажа в аппарутуру; - жесткость термоциклирования уменьшается по мере перехода к более сложным устройствам аппаратуры, т.е. наиболее широкие диапазоны температур, наибольшее число термоциклов, наибольшие скорости изменения температуры относятся к элементам. Практическому применению термоциклирования для выявления потенциальных дефектов должно предшествовать детальное обследование элементов, в процессе которого устраняются причины возможного снижения их термостойкости {термоустойчивости). Попытки применения термоциклирования без выполнения этого требования, как правило, приводят к отрицательным результатам. Отсюда вывод - что методики термоциклирования элементов РЭА в обязательном порядке должны быть согласованы с разработчиками и изготовителями элементных средств и совместно апробированы.

Если же в швах имеются внутренние сварочные дефекты, то упрочняющая обработка швов может оказаться бесполезной или привести к отрицательным результатам, так как при наведении в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений внутренние дефекты оказываются в поле растягивающих остаточных напряжений. Так, пределы выносливости ступенчатых балок коробчатого сечения (см. рис. 88, ё) с дефектами в швах на криволинейном участке сопряжения (несплавление металла шва с металлом стенки, цепочки пор, одиночные крупные поры) после упрочнения швов на указанном участке понизились на 20—33% по сравнению с балками в исходном состоянии (см. табл. 67). Еще большая разница (47%) отмечается при сравнении этих балок с балками, поверхностно упрочненными качественными швами.