Плотности прессовки

Удельное электрическое сопротивление оказывает большое влияние на коррозионную агрессивность почвы, которая тем больше, чем меньше ее удельное сопротивление. Однако ввиду того, что удельное сопротивление зависит от влажности, состава и концентрации солей, воздухопроницаемости почвы и др., по его значению нельзя однозначно оценить коррозионную активность почвы. Интенсивность почвенной коррозии — результат воздействия многочисленных взаимосвязанных и переменных во времени факторов, и изменение одного из них оказывает влияние на суммарное воздействие факторов. В СССР коррозионную активность почв по отношению к стали оценивают по трем показателям: удельному сопротивлению, потере массы образцов и плотности поляризующего тока. Коррозионную активность грунтов устанавливают по показателю, характеризующему наибольшую коррозионную активность (табл. 9).

Начальный потенциал равен его стационарному потенциалу. Затем потен-•щиал с постоянной скоростью (например, 20 мВ/мин) смещается в положительном направлении, что вызывает изменение плотности поляризующего тока. 'После достижения определенной величины потенциала поляризация осуществляется в обратном направлении. При этом обратный ход поляризационной •кривой не совпадает с ее прямым ходом.

Внешняя поверхность подземных промысловых нефтегазопроводов подвергается коррозионному воздействию грунтов. Коррозионную активность грунтов по отношению к стали определяют по удельному электрическому сопротивлению, потере массы образцов и плотности поляризующего тока (табл. 54).

Электрохимическую ячейку для снятия кривых объемом не менее 2 л полностью заполняют исследуемой пластовой водой, после чего промывают ячейки 2—3-кратным объемом этой воды. СКПК снимают с фиксированием установившихся значений электродного потенциала при различных значениях плотности поляризующего тока. Установившееся значение потенциала определяют измерениями потенциала через каждый час поляризации в первые сутки, а в дальнейшем измерения проводят не реже, чем 2 раза в сутки. Независимо от динамики электродного потенциала в начальной фазе поляризации продолжительность поляризации при каждом значении плотности тока должна составлять не менее двух суток. Рекомендуемые значения задаваемых плотностей тока при сероводородной коррозии: 5, 20, 50 и 100 мА/м2.

Метод оценки ингибиторов по качеству и скорости образования защитной пленки заключается в потенциостатическом определении изменения поляризующего тока при постоянном потенциале. Электрод с подготовленной поверхностью площадью 0,5 см2 помещается в ячейку с разделенными анодным и катодным пространствами. Потенциал электрода задается и поддерживается постоянным. После установления стационарного значения катодного (анодного) тока при заданном потенциале в коррозионно-активный раствор ячейки вводят ингибитор и при этом регистрируют изменение плотности поляризующего тока.

7. Искатель повреждений изоляции типа ИП-60, ИП-74. Особенно большие трудности возникают при определении коррозионности грунтов по трем показателям: а) величине удельного электрического сопротивления грунта; б) потере массы образцов; в) плотности поляризующего тока. Измерение коррозионности грунтов по двум последним показателям дают весьма значительные погрешности и требуют высокой квалификации исполнителей по отбору, хранению и проведению лабораторных исследований образцов. Опыт изыскательских работ показывает, что определение коррозионности грунтов по последнему показателю технико-эко-номически не оправдывает себя и от него следует отказаться. Кроме того, для его определения необходимо специальное оборудование и помещение, а получаемые результаты в большинстве случаев резко отличаются от первых двух показателей. Кроме того, магистральные стальные трубо-прововоды, отводы от них, трубопроводы диаметром более 1020 мм, трубопроводы на территориях компрессорных и нефтеперекачивающих станций, промплощадок и во многих других случаях не требуют коррозионного обследования грунтов, для которых ГОСТом 9.015—74 установлено изоляционное покрытие усиленного типа.

Дополнительную оценку коррозионной активности грунтов следует производить по потере массы образцов в соответствии с табл. 35, по содержанию гуминовых веществ — табл. 36, по плотности поляризующего тока — табл. 37.

Методика электрохимических исследований состояла в измерении поляризации электродов из стали 20ХНЗА при изменяющейся плотности поляризующего тока. На рис. 52 и 53 приведены

Рис. 88. Распределение плотности поляризующего тока по длине трубки в первом (/) и втором (2) приближениях

наложенного сдвига потенциала (или плотности поляризующего тока) в вершине под действием внешнего источника тока. Однако внешняя поляризация в первую очередь распространяется на устье трещины и очень быстро затухает в глубину. Поэтому для достижения нужной поляризации в вершине необходимо в весьма высокой степени увеличить поляризацию у входа в трещину, используя более мощный источник.

Рассмотрим модель трещины, которую для простоты примем бесконечно глубокой (полученные выводы будут справедливы и для трещины ограниченной глубины, изменится только запись выражений). В этом случае распределение линейной плотности поляризующего тока по глубине х трещины в гальваностатическом режиме поляризации (см. выше):

теряемая на трение о стенки;/—коэфициент трения порошка о стенки прессформы (константа); % — коэфициент боковой передачи давления при 100°/о-ной плотности прессовки (константа); 8 — относительная плотность прессовки; А— высота прессовки; Л^ = ОЛ — при-

(явление упругого последействия). Для повышения и более равномерного распределения плотности прессовки по высоте используют смазку стенок матрицы пресс-формы, что уменьшает коэффициент внешнего и межчастичного трения. Равномерность распределения плотности увеличивается при двухстороннем прессовании верхним и нижним пуансонами (рис. 8.1) и всестороннем сжатии (прессование в эластичной или деформируемой оболочке).

При выводе зависимости контактного сечения от относительной плотности прессовки в [86] вычисляется общая площадь проекций на плоскость, перпендикулярную направлению прессования, контактных поверхностей частиц одного произвольного слоя в виде суммы по опорным контактам одной частицы и по количеству частиц в слое. На следующем шаге суммы заменяются средними значениями числа контактов и количества частиц. Далее рассматривается влияние величины сближения двух частиц на значение площади контактной поверхности, и на этой основе определяется изменение высоты прессовки. При этом суммы по числу контактов, частиц и слоев заменяются средними значениями. После перехода к малым изменениям площади контактного сечения получается дифференциальное уравнение, решение которого и дает искомую зависимость. Она имеет следующий вид:

Будем считать [83, 86], что среднее, число контактов, приходящихся на одну частицу, прямо пропорционально относительной плотности прессовки. При этом коэффициентом пропорциональности является Zj — среднее число контактов, приходящихся на частицу для 0 = 1. В результате для среднего числа опорных контактов одной частицы в слое имеем

Выражение (3.36) не является замкнутым в том смысле, что если следить в процессе уплотнения за изменением средней относительной плотности прессовки 9 или, что эквивалентно, за изменением ее высоты А, то этого недостаточно для расчета по (3.36) распределения площади контактного сечения, поскольку не определен закон, по которому будет изменяться фрактальная размерность D. Для его определения можно использовать следующий алгоритм.

Влияние исходной плотности прессовки на распределение контактного сечения для момента прессования, соответствующего 8 = 0,5, иллюстрирует рис. 3.8. Из рисунка видно, что увеличение начальной плотности позволяет получить более однородную прессовку. Однако такой технологический прием может оказаться нерациональным, поскольку увеличивается материалоемкость изделий.

Рис. 3.8. Влияние начальной плотности прессовки на рас — пределение критического контактного сечения при б = 0,5

Результаты вычисления зависимости относительных модулей упругости от плотности прессовки по (3.64) представлены на рис. 3.11 (кривая 1). При построении кривой учитывалось, что поскольку распределение упругих модулей в прессовке является неоднородным, то при малых деформациях она проявляет свойства, характерные для части, имеющей минимальную упругость. Отметим, что решение уравнения прессования (3.57) предполагает учет конечных деформаций и поэтому содержит интеграл от распределения модулей упругости. Приведенные на рис. 3.11 результаты свидетельствуют, что все три подхода позволяют получить для макроскопических упругих свойств прессовки близкие значения, которые достаточно хорошо соответствуют экспериментальным данным.

Твердые и сверхтвердые материалы (вольфрам, диоксид циркония, карбид вольфрама) имеют наибольшие значения деформации, и она меньше изменяется в зависимости от плотности прессовки. Сравнительно большое значение деформации древесины сосны объясняется трубчатым строением древесных клеток.

В работе [143] определялись эффективные модули композита полиэтилен низкого давления — кальцит. В параграфе 5.4 рассмотрены диаграммы прессования для кальцита и полиэтилена низкого давления. Для смеси данных порошков также были произведены расчеты зависимости плотности от давления прессования при значениях объемной доли полиэтилена 0,75, 0,50, 0,25. На рис. 3.42 приведены результаты вычисления в виде зависимости давления прессования от объемной доли полиэтилена при трех значениях относительной плотности прессовки: 0,5, 0,7, 0,9. За единицу принималось давление прессования чистого кальцита.

Рис. 3.42. Влияние объемной доли полиэтилена на давление прессования смеси полиэтилен низкого давления — кальцит, при плотности прессовки: