Воздействия механического

В частности, необходимо учитывать габариты и массу, геометрическую и физическую неоднородность конструкций аппаратов, величину протяженности сварных швов, а также особенности воздействия механических, тепловых и коррози-онно-эрозионых нагрузок.

Разработка эффективных способов защиты трубопроводов от такого вида коррозионного разрушения потребовала изучения его механизма. Исследования били проведены с позиций механохимических представлений о коррозионных процессах, осложнённых совместным иротеканием собственно электрохимической коррозии, абразивно-механического воздействия механических частиц, взвешенных в 'водной 4нзе, и действия остаточных мехвничеоких напряжений (технологического происхождения) в стенке трубы.

Корпуса должны обеспечивать: стабильность параметров и заданную точность механизмов и приборов, удобство обслуживания и ремонта, защиту деталей и узлов от воздействия механических и климатических условий.

История создания оборудования из армированных пластиков относится к началу 50-х годов. В то время конструирование изделий основывалось на догадках, и неудачи происходили вследствие неправильной сборки или транспортировки изделий или просто из-за недостатка знаний. Было неясным, является ли потеря прочности через определенный период времени следствием коррозии или воздействия механических напряжений. В связи с этим при конструировании емкостей их прочность выбирали либо чрезмерно высокой, либо низкой, и казалось, что не существует золотой середины. Однако к концу 50-х годов появились армированные пластики, способные противостоять коррозии.

Анализ причин разрушений нефтепроводов и проведенных исследований свидетельствует в большинстве случаев о корро-зионно-механической природе разрушения, обусловленной сочетанием геометрических и физических концентраторов напряжений в условиях одновременного воздействия механических нагрузок и коррозионных сред. Следовательно, борьба с этими разрушениями должна направляться на устранение геометрических и физических концентраторов, в частности, на исключение поверхностных дефектов, устранение неоднородности физико-механических

Разработку таких методик и проведение исследований целесообразно начать с изучения закономерностей изменения в процессе нестационарного теплового воздействия механических и теплофизических свойств применяемых в конструкции материалов, а не конструктивных элементов. Обобщенные данные о температурной зависимости свойств изучаемых материалов при нестационарных режимах нагрева могут быть непосредственно использованы при расчетах тепловых полей и оценке несущей способности выполненных из них конструктивных элементов, а также полезны для разработки теории моделирования работы реальных конструкций. Кроме того, такие данные необходимы для сравнительной оценки теплостойкости и обоснованного выбора материалов для тех или иных изделий, работающих в сходных с изучаемыми условиях.

Вибродозиметрия —это специфический метод оценки одним числом—дозой воздействия механических колебаний на тело человека (или на отдельные его части) в нормируемой полосе частот в течение времени воздействия механических колебаний. Контроль дозы осуществляется специальным прибором — вибродозиметром, представляющим собой широкополосное устройство, характеристика которого воспроизводит чувствительность организма человека к вибрационному воздействию в нормируемом диапазоне частот. Вибродозиметрия — это специфичный метод контроля охраны труда. Цель вибродозиметрии — определение дозы вибрации (или пересчитываемого из дозы эквивалентного вибрационного параметра) для сравнения с установленными гигиеническими нормами вибрации и принятия решения1 о степени опасности вибрационного воздействия на организм человека, а также о мерах борьбы с вибрацией на рабо-

2. Трощенко В. Т., Шестопал Л. Ф., Заслоцкая Л. А., Русаковский А. К. Исследование усталости жаропрочных сплавов в условиях совместного воздействия механических и термических напряжений. Сообщ. 2.— Пробл. прочности, 1978, № 9, с. 3-7.

В то же время есть антикоррозионные покрытия, совершенно неэффективные при периодическом нагружении в агрессивной среде. К ним относятся, например, лак 302 и материал В-58. Полиэтиленовые покрытия высокой плотности П-4040 и П-4070 во многих случаях снижают сопротивление усталости стали в 3 %-м водном растворе NaCl и других средах. Подобный эффект объясняется механокрекингом, т. е. деструкцией молекул полиэтилена в результате воздействия механических напряжений и взаимодействия продуктов деструкции с металлом [5].

Изделия, предназначенные для функционирования в условиях воздействия механических нагрузок, должны быть прочными и устойчивыми при воздействии этих нагрузок. Изделия, не предназначенные для функционирова-

ния в условиях воздействия механических нагрузок, должны быть только прочными при воздействии этих нагрузок.

Коррозионно-механичеекне разрушения металлов носят общее название «коррозии под напряжением», но характер этих разрушений различен в связи с особенностями воздействия механического фактора. Напряжения могут вызвать общее коррозионное разрушение, хотя часто последнее носит местный характер, например коррозионное растрескивание, вызываемое одновременным воздействием на металл агрессивной среды и растягивающих напряжений. Коррозионному растрескиванию подвержены выпарные аппараты, трубопроводы, автоклавы, емкости и различные детали аппаратов, а также металл паровых котлов в условиях совместного действия подщелоченной воды и повышенных механических напряжений.

Основные виды механо-тронов: а— для измерений перемещений и усилий; б— для измерений давления; в — для измерений ускорений и вибраций; А —подвижный анод; К — неподвижный катод; Б — баллон; М — гибкая мембрана или сильфон, с которым жёстко связан анод; С — впаянный в мембрану управляющий стержень; П — плоская пружина — подвижный электрод; ИМ — инерционная масса, укреплённая на подвижном электроде. Стрелками показано направление воздействия механического сигнала: перемещения (а), усилия (v), давления (р), ускорений (w)

Детали и конструкции, работающие в условиях агрессивных сред, часто подвергаются коррозионно-механическому разрушению под совместным воздействием коррозии и механических напряжений. Существует пять характерных случаев коррози-онно-механического разрушения металлоконструкций, отличающихся своеобразием воздействия механического фактора: 1) общая коррозия напряженного металла (не сопровождающаяся хрупким механическим разрушением); 2) коррозионное растрескивание; 3) коррозионная усталость; 4) коррозионная кавитация; 5) коррозионная эрозия (коррозионное истирание, фреттинг).

Долговечность полимерных материалов, зависящая от их природы и физико-химических свойств среды, определяется сорбцией и диффузией среды, тепловыми флуктуациями и гетерогенными химическими реакциями. Наложение термофлуктуациониых, адсорбционных и химических процессов и разница в скоростях их протекания приводят к экспериментально наблюдаемому перегибу линий долговечности в агрессивных средах по сравнению с испытаниями на воздухе. Это обстоятельство требует осторожного отношения к применению различных экспресс-методов и экстраполяции результатов, полученных при таких форсированных испытаниях, особенно при высоких значениях напряжений, для прогнозирования длительной работоспособности материала, т. е. при небольших значениях механических напряжений. Как показывает анализ многочисленных экспериментальных исследований, полная и достоверная оценка практической пригодности и работоспособности напряженных конструкционных пластмасс в агрессивных средах может быть произведена при уровнях механических напряжений в диапазоне 20—• 60 % от разрушающих. В этом диапазоне разрушение происходит за время, в течение которого наблюдают практическое насыщение материала жидкой средой и совместный эффект воздействия механического и химического факторов на кинетику разрушения. Экстраполяция этого участка общей кривой долговечности в область низких напряжений для прогнозирования длительного срока эксплуатации материала может привести к занижению времени и, следовательно, к повышению ресурса эксплуатации и надежности конструкции. Совместное решение двух экспоненциальных уравнений, описывающих долговечность в агрессивной среде и на воздухе, дает возможность определить напряжение, выше которого агрессивная среда не оказывает влияния на характер разрушения материала.

Химические воздействия на защитный слой Fe3O4 могут быть обусловлены свойствами воды: кислотностью, щелочностью, содержанием солей и кислорода, присутствием меди в воде. Воздействия механического характера зависят от температуры (особенно от ее колебаний), от образования изолирующих слоев из котельной накипи, приводящей к перегреву отдельных участков, особенно в случае накипи, содержащей кремниевую кислоту или масло, и уменьшения скорости течения (рис. 1-10).

Наиболее распространенный вид разрушения технологического оборудования — коррозионно-механическое изнашивание, происходящее в результате механических воздействий, сопровождающихся химическим или электрохимическим воздействием среды на металл. В результате совместного воздействия механического и коррозионного факторов в поверхностных слоях металла происходят взаимосвязанные явления, способствующие активации процессов упругопластического деформирования, химических и электрохимических реакциГ ч т. д.

Интервал II скоростей является переходным от одного механизма разрушения металла к другому. В этом интервале скоростей оба фактора — электрохимический и механический — действуют примерно с одинаковой разрушающей силой, причем при этих скоростях электрохимический процесс протекает наиболее интенсивно. В это же время наблюдается разрушение от воздействия механического фактора. В первую очередь разрушаются и удаляются с поверхности продукты коррозии и вместе с ними отрываются частички металла, ослабленные коррозией. Разрушение развивается в микро- и макрообъемах с образованием трещин и очагов разрушения. При этих скоростях механический фактор еще не приобретает решающего значения, и потери массы образца сравнительно невелики.

Дальнейшие опыты показали (табл. 13), что потери массы от коррозии незначительны по сравнению с потерями металла от воздействия механического фактора, причем для коррозионно-стойких сталей потери металла еще меньшие, и в некоторых случаях практически их не удается отделить и определить весовым методом.

Из приведенных в табл. 13 данных видно, что потери металла вследствие образования продуктов коррозии составляют очень малую долю в сравнении с его потерями от воздействия механического фактора. В то же время коррозионное воздействие вызывает значительный рост интенсивности разрушения металла при струеударных испытаниях. Такого характера закономерности указывают на то, что коррозионный фактор при гидроэрозии оказывает влияние главным образом на снижение механической прочности металла. Для коррозионно-стойких сталей эта закономерность проявляется слабее, так как плотные и очень тонкие окисные слои на их поверхности предохраняют их от контактирующего действия коррозионной среды; поэтому прочность таких сталей снижается только в самых верхних слоях, непосредственно примыкающих к окисной пленке. Этим можно объяснить сравнительно небольшое увеличение потерь массы образцов при испытаниях на струеударной установке с предварительным воздействием коррозионной среды.

нения возможных погрешностей. Идея опытов заключалась в раздельном определении потерь массы образца от воздействия механического фактора и от электрохимической коррозии.