Растрескивание нержавеющих

Коррозионное растрескивание наблюдается обычно в металле шва и в околошовной зоне, где после сварки происходит изменение состава и структуры металла и появляются растягивающие напряжения. Растягивающие остаточные напряжения в верхнем слое металла, способствующие коррозионному растрескиванию, возникают обычно также при таких операциях, как штамповка, развальцовка изделий, гибка и т. п.

Время до растрескивания в растворах нитратов изменяется в зависимости от концентрации среды. Растрескивание ускоряется с увеличением концентрации раствора. В растворах нитрата кальция интенсивное растрескивание наблюдается при его концентрации 60—90% (рис. 76). При повышении температуры раствора, как это видно из рис. 77, время до растрескивания уменьшается. Растрескивание углеродистой стали, по данным Герцога, в смеси нитратов кальция и аммония при температуре 30° С происходит через 4000 ч, при 80° С —через 600 ч, при 90° С— через 48 ч и при 110° С — через 12 ч.

Цветные металлы и сплавы во многих случаях также подвержены коррозионному растрескиванию. Коррозионное растрескивание наблюдается у алюминиевомагниевых и медноцинковых сплавов. Алюминиевые сплавы, содержащие до 3% Mg, практически не склонны к коррозионному растрескиванию. Наиболее склонными к этому виду разрушения являются сплавы алюминия, содержащие 5—9% Mg, причем эта склонность повышается с увели1 ением содержания магния в сплаве. Если сплавы даже с высоким содержанием магния подвергнуты гомогенизации, то они теряют склонность к коррозионному растрескиванию.

Растрескивание латуни имеет смешанный характер: межкри-сталлитный и транскристаллитный. Увеличение степени транс-кристаллитности коррозионного растрескивания характеризует относительно большее влияние механического фактора. Транс-кристаллитное растрескивание наблюдается преимущественно у предварительно деформированных нагартованных латуней при приложении относительно больших растягивающих нагрузок и в сравнительно не очень активных средах, например в естественных условиях атмосферы. Наоборот, для латуней, предварительно отожженных и напряженных растяжением более умеренно, для коррозионного растрескивания характерно преимущественное межкристаллитное разрушение.

Коррозионные среды, вызывающие растрескивание, могут различаться для аустенитных, мартенситных и ферритных сталей. Для аустенитных сталей основную опасность представляют ги-дроксид- и хлорид-ионы. Кипящие концентрированные растворы хлоридов, например РеС12 или MgCl2) которые при гидролизе дают слабокислые растворы, за несколько часов могут вызывать растрескивание напряженных изделий большого сечения из стали 18-8. Концентрированный раствор MgCl2, кипящий при 154 °С, применяют при ускоренных испытаниях. Наличие растворенного кислорода в этих средах не является необходимым для того, чтобы происходило растрескивание, однако его присутствие ускоряет разрушение. Аналогичное действие оказывают ионы-окислители, например Fe3+. Питтинг не является обязательным условием для инициации трещин. В растворах NaCl и аналогичных нейтральных растворах растрескивание наблюдается только в присутствии растворенного кислорода [46], причем количество С1~, необходимое, чтобы вызвать растрескивание, может быть

ботоспособности насосно-компрессорными трубами (рис. 22а), аппаратами ОГПЗ и деталями аппаратов УКПГ (рис. 22в), ме-танолопроводами, шлейфовыми трубопроводами и трубопроводами факельных линий (рис. 226). Муфты насосно-компрес-сорных труб, спецфланцы фонтанной арматуры (рис. 22а) и детали трубопроводов (рис. 22г) отказывают, как правило, из-за сероводородного растрескивания металла. Водородное расслоение приводит к отказам аппаратов УКПГ (рис. 22в) и соединительных трубопроводов (рис. 226) и, как и сероводородное растрескивание, наблюдается обычно в сочетании с язвенной коррозией металла. Механические повреждения не являются основной причиной отказов, однако могут привести к разрушению оборудования скважин (рис. 22а), запорно-регулирующей арматуры, деталей трубопроводов (рис. 22г) и оборудования ОГПЗ.

Метиловый спирт (метанол) является той оригинальной средой, которая вызывает коррозионное растрескивание титана, не будучи агрессивной средой для многих других металлов. Специфичность растрескивания титановых сплавов в метиловом спирте наблюдается во многом. С явлением коррозионного растрескивания титановых сплавов в метиловом спирте связано много вопросов, в решении которых до настоящего времени у исследователей нет единой точки зрения. Растрескивание наблюдается у технически чистого титана и ряда сплавов различных композиций; на гладких, надрезанных образцах и образцах с наведенной трещиной. Следует отметить большое число зарубежных исследований процесса коррозионного растрескивания титановых сплавов в метиловом спирте. Большинство этих работ освещает химизм процесса природы коррозионного растрескивания титана вообще, роль различных ионов в этом явлении. Кроме чистого метилового спирта, растрескивание вызывают растворы воды в спирте и компаундные системы: спирт— галогени-ды независимо от способов введения ионов (соли или кислоты), мети но л —серная кислота и др.

Растрескивание наблюдается в сероводородных средах только в присутствии влаги. В сухом сероводороде растрескивания сталей не отмечено. Этот вид разрушения получил название «сульфидное растрескивание», или «сероводородная хрупкость».

Самыми агрессивными средами по отношению к коррозионной усталости являются растворы нитратов (кальция, натрия и аммония), причем в этих средах наиболее сильно растрескиваются низкоуглеродистые стали (с 0,2% С). При повышении концентрации нитратов и температуры уменьшается время до начала появления растрескивания при данном напряжении. В растворах нитрата кальция интенсивное растрескивание наблюдается при концентрации 20—50%.

В современных морских конструкциях практически не достигаются такие сочетания температур, нагрузок и продолжительности экспозиции, которые вызывали бы горячее солевое растрескивание применяемых титановых сплавов. При обычно встречающихся на практике циклических изменениях температуры вероятность разрушения может быть меньше, чем в условиях постоянства температуры при лабораторных испытаниях. В то же время реактивные двигатели начинают применяться на морских судах, где продолжительность непрерывной работы может достигать нескольких сотен часов. В этих же условиях температуры и продолжительности экспозиции могут вдвое превосходить те, при которых горячее солевое растрескивание наблюдается в лабораторных экспериментах.

Растрескивание наблюдается преимущественно со стороны пара при наличии в нем аммиака. Увеличение в латуни содержания цинка сильно повышает ее склонность к коррозионному растрескиванию; наименее склонны к этому сс-латуни и особенно томпак-сплав с содержанием не более 20% цинка. Условия для проникновения этого вида коррозии в глубину создаются, если среда оказывает избирательное действие на цинк или твердый раствор, богатый цинком, и если имеются растягивающие

18.5. Коррозионное растрескивание под напряжением и водородное растрескивание нержавеющих сталей............... 316

Погодин В. П., Богоявленский В. Л., Сентюрев В. П. Межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей в водных средах. М.: Атомиздат, 1970. 422 с.

46. Погодин В. П., Богоявленский В. Л., Сентюрев В. П. Межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей в водных средах. М.: Атомиздат, 1970. 424 с.

70. Погодин В. В,, Богоявленский В. Л., Сентюрев В. П. Межкристаллит-ная коррозия и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей в водных средах. - М.: Атомиздат, 1980. - 421 с.

41. Погодин В. П., Богоявленский В. Л., Сентюрев В. П. Межкристаллнтная коррозия и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей в водных средах. М., Атомиздат, 1970, 422 с.

5. Погодин В. П. и др. Межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей в водных средах. М., Атомиздат, 1970.

74. Погодин В.П., Богоявленский В.Л., Сентюрев В.П. Межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей в водных средах. М.: Атомиздат, 1970.-422 с.

Для предпусковых промывок котлов тепловых электростанций с целью быстрейшего восстановления оксидов железа применяют гидрозино-кислотиые промывки при 100 °С растворами, содержащими 20—60 мг/л N2H4 и НС1 до рН 3—3,5 [79, с. 72]. Для очистки оборудования из углеродистых и нержавеющих сталей применяют лимонную кислоту или моноцитрат аммония (1—3 %-ные растворы при 95—98 °С) [20, 175, 176], которые не только хорошо удаляют ок-. спды железа отложения, но и предотврашают коррозионное растрескивание нержавеющих сталей. Моноцитрат аммония способствует также удалению кремнистых отложений. Для очистки нержавеющих сталей в последнее время рекомендованы смеси соляной и плавиковой кислот, фосфорной, сульфаминовой.

21. Т у ф а н о в Д. Г. Коррозионное растрескивание нержавеющих сталей. «Металловедение и термическая обработка металлов», 1964, № 4.

Глава XL1. Коррозионное растрескивание нержавеющих сталей под напряжением .........• ,............• 625

Влияние напряжений и отпуска на коррозионное растрескивание нержавеющих сталей .................... 627