Проникновение кислорода

Особую активность приобретают системы автоматического регулирования толщины стенки труб в процессе их горячей прокатки. Подобная система разработана для контроля бесшовных труб диаметром 29—102 мм с толщиной стенки 1,75—8,0 мм, изготовленных из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей. При нагревании ферромагнитных сталей до температуры выше 800 °С их магнитная проницаемость уменьшается до единицы. При этом уменьшается их удельная электрическая проводимость. Благодаря этому резко увеличивается глубина проникновения переменного электромагнитного поля в металл, что позволяет измерять стенки сравнительно большой толщины при достаточно высокой частоте тока питания вихре-токового преобразователя.

Рис. 3.18. Зависимость глубины проникновения переменного тока t от его частоты f: 1 н 2 — для меди и стали соответственно (t, мм); 3 — для стального трубопровода с условным проходом DN-=200 MM (t, км); 4—для грунта с удельным электросопротивлением р=100 Ом-м (/, км); 5 —для грунта с р=10 ОМ'М (t, км)

Растекание или глубина проникновения переменного тока в грунт существенно зависит от частоты. Глубина проникновения t, соответствующая снижению напряженности поля в е—2,718 раз, показана на эис. 3.18. Она зависит от удельного сопротивления грунта р, и частоты ', с"1, согласно формуле [30]

г—мнимая симметрия: выполняется только тогда, когда глубина проникновения переменного магнитного поля меньше толщины тонкой части

глубины проникновения переменного электрического тока в стальное тело бесконечных размеров. При этом относительная магнитная проницаемость стали считается равной единице, а размеры тела (диаметр, толщина) принимаются настолько большими, что закон распределения плотности тока по глубине будет несущественно отличаться от экспоненциального.

Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что методы контроля межслойных зазоров многослойных сосудов высокого давления нуждаются в дальнейшем развитии и совершенствовании. Существующие рентгеновский и ультразвуковой методы не могут быть применены из-за многослойности стенки изделия, а также одностороннего доступа к контролируемой поверхности. Из других методов неразрушающего контроля особого внимания заслуживает магнитный, который при условии обеспечения проникновения переменного магнитного поля через верхний слой может дать информацию о величине зазора между верхним и нижележащим слоями.

изменения градиента тангенциальной составляющей постоянного магнитного поля с помощью феррозондов-градиентометров. Однако нестабильность феррозондов, намагничивание их большим постоянным полем не обеспечили достаточной точности результатов измерения межслойных зазоров. Известно, что при электромагнитном методе измерения существенное влияние оказывает поверхностный эффект. Сущность его заключается в том, что глубина проникновения электромагнитных полей и вихревых токов в металл зависит от частоты намагничивающего поля. При сравнительно низкой частоте электромагнитное поле и вихревые токи проникают глубже, при более высоких частотах их действие ограничивается тонким поверхностным слоем металла, под которым уже не обнаруживается их влияние. Так, при частоте 50 Гц глубина проникновения вихревых токов в железо с магнитной проницаемостью \л = 200 составляет 1,6 мм [2]. Следовательно, для проникновения электромагнитного поля на толщину листа 6 мм необходима низкая частота намагничивающего поля, что приводит к громоздкости измерительной аппаратуры. Поэтому работы по выбору метода измерения зазоров между ферромагнитными листами толщиной до 6 мм проводились с учетом влияния поверхностного эффекта и в направлении увеличения проникновения переменного магнитного поля вглубь металла.

Применение переменного тока разных частот связано с тем, что частота определяет глубину быстро прогревающегося слоя детали и к. п. д. индуктора. При этом глубина проникновения, определяемая частотой и параметрами проводящего тела, меняется с изменением температуры. Так, например, для стали, обладающей магнитными свойствами, глубина проникновения при переходе от обычной температуры к закалочной увеличивается в 10—15 раз. Вследствие этого различают «горячую» и «холодную» глубину проникновения переменного тока в сталь. С возрастанием мощности холодная глубина проникновения также увеличивается.

Поскольку при индукционной пайке наибольшее количество тепла выделяется на поверхности нагреваемого объекта, то глубина проникновения переменного тока

та поля. Так, глубина проникновения переменного поля частотой 50 Гц составляет 2,4 мм, а поля частотой 400 Гц -0,8 мм.

Возбужденный звук имеет такую же частоту, как переменный ток. При этом эффекте действует объемная сила. Ввиду конечной глубины проникновения переменного магнитного поля [28], условие о том, что толщина возбужденного слоя должна быть мала по сравнению с длиной звуковой волны, при ультразвуковых частотах всегда выполняется (глубина проникновения здесь понимается, как глубина в материале, на которой ток затухает в е раз).

Для фиксирования положения границ аустенитного зерна применяют разные способы, например: замедленное охлаждение, способствующее выделению по этим границам избыточных фаз (феррита, цементита и др.); длительный нагрев, вызывающий проникновение кислорода вглубь по границам зерен, и образование сетки из окислов, специальные методы травления мартенсита; травление в вакууме при высокой температуре,, при которой растравливаются лишь границы.

Коррозия в емкостях по сбору сточной воды протекает при свободном доступе кислорода в сточную воду. Однако при наличии на воде слоя плавающей нефти проникновение кислорода в сточную воду может быть затруднено, если слой нефти при перемешивании среды сохраняет свою целостность и непроницаемость для воздуха. В противном случае в связи с высокой растворимостью кислорода в нефти этот слой может стать поставщиком кислорода в сточную воду и значительно увеличит скорость коррозии. При свободном доступе кислорода в сточную воду, например в фильтрах, скорость коррозии в девонской воде достигает 0,6 мм/год, а в сероводородсодержащей угленосной воде —

Более детальное изучение субокалины показывает, что проникновение кислорода внутрь сплава происходит часто по границам зерен металла. Кислород, диффундируя внутрь вдоль границ зерен, образует оксид, который вблизи поверхности раздела представляет собой непрерывную сетку (рис. 2.3).

Деаэрирование применяют в основном для удаления из воды растворенного кислорода и соответствующего уменьшения ее коррозивности. Эта мера необходима не только для подпиточной воды, но и для конденсата, поскольку на паровых электростанциях обычно существует некоторое проникновение кислорода в систему. Различают:

Поступление кислорода. Кислород принимает участие в катодной реакции и поэтому его присутствие является предпосылкой для коррозии в почве. Содержание кислорода сравнительно высоко над уровнем грунтовых вод и значительно ниже под ним. Оно также изменяется с типом почвы, например в песке оно велико, а в глине -ниже. При этом содержание кислорода значительно выше в мелкогранулированной почве, которая была взрыхлена, например в процессе земляных работ, чем в почвах, находящихся в нетронутом, естественном состоянии. Если протяженная конструкция, например трубопровод, пересекает два или более типа почв, например песок и глину, имеющие различные характеристики в отношении проникновения кислорода, то может образоваться концентрационный элемент, а именно, элемент дифференциальной аэрации (рис. 52). В таком элементе анод расположен там, где подвод кислорода затруднен, и там наблюдается описанная выше локальная коррозия. Коррозионные элементы по той же причине могут возникать там, где конструкция окружена смешанной почвой, содержащей, например куски глины. Под этими кусками, в местах их соприкосновения с металлом будет происходить образование питтингов (рис. 53). Концентрационный элемент может также образоваться на конструкции, пересекающей уровень грунтовых вод, поскольку выше этого уровня проникновение кислорода происходит легче, чем ниже его. Поэтому локальная

Характерной особенностью поведения чугуна при высоких температурах является его рост, связанный с необратимым увеличением объема. Этот рост особенно увеличивается при термоциклировании — периодическом нагреве и охлаждении. Причинами роста чугуна являются графитизация при нагреве и выделение растворенного углерода на новых центрах графитизации при охлаждении, а также проникновение кислорода во внутрь изделия, приводящее к окислению металлической матрицы чугуна особенно по границам включений графита или по границам зерен. Рост весьма велик, когда имеет место неодновременное Fea^± FeY превращение в различных слоях металла при частых колебаниях температуры. Это приводит к объемным изменениям, создающим сжимающие и растягивающие напряжения, обусловливающие возникновение микротрещин. Микротрещины сами увеличивают объем чугуна и служат добавочными каналами для окисления металлической основы агрессивными газами.

между кристаллами, что облегчает проникновение кислорода и водорода к металлу.

вателей) надежно предотвращает проникновение кислорода в металл,

Для фиксирования положения границ аустенитного зерна применяют разные способы, например: замедленное охлаждение, способствующее выделению по этим границам избыточных фаз (феррита, цементита и др.); длительный нагрев, вызывающий проникновение кислорода вглубь по границам зерен, и образование .сетки из окислов, специальные методы травления мартенсита; травление в вакууме при высокой температуре, при которой растравливаются лишь границы.

Параболический закон, определиющнй рост слоев, образующихся на титане, выполняется при температурах ниже 800 °С; при 800—1000"С происходит проникновение кислорода через окалину во внутренние слои металла. При этом в окалине формируются два слоя: плотный наружный ТЮ2 и прилегающий к металлу рыхлый, порошкообразный, представляющий собой смесь окислов ТЮ2> Ti3O? и растущий по линейному закону.