Воздействию химических

В процессе эксплуатации аппарат подвергается воздействию циклических нагрузок. Для получения более достоверно-х> расчета учитывают реальное число циклов. При этом его долговечность определяется характеристиками пластичности при статическом разрушении материала и пластической деформацией в цикле нагружения:

Для определения ресурса работы элементов конструкций, подвергаемых воздействию циклических нагрузок, с учетом трещине-стойкости материала необходимы достоверные данные о закономерностях развития усталостных трещин при эксплуатационных условиях их работы [1]. В настоящее время эти данные можно получить только экспериментально в результате испытания образцов на циклическую трещиностойкость при аналогичных условиях исследования [2]. Достоверность и воспроизводимость результатов таких испытаний обусловлена принятой методикой исследования и зависит от способа их аналитической обработки. Применение принципов линейно-упругой механики разрушения для описания явления распространения усталостной трещины [3] обеспечило теоретическую основу для интерпретации результатов исследований, облегчило их использование в расчетной практике и способствовало дальнейшему интенсивному развитию таких исследований.

Вследствие использования водяной очистки сланцевых парогенераторов в трубах НРЧ возникают высокие термические напряжения (до 350 МПа) при проведении этих работ. Периодические водяные очистки приводят к термической усталости нехромированных труб из стали 12Х1МФ. В аналогичных условиях эксплуатации в хромированных трубах термоусталостные трещины не появляются. Более высокая стойкость хромированных труб к воздействию циклических термических напряжений обусловлена наличием под хромированным обезуглероженного слоя, характеризующегося высокой пластичностью. В этом слое (толщиной до 1 мм) происходит «разрядка» термических напряжений (возникающих в поверхностном слое толщиной 1,5—1,8 мм).

Многие металлы и сплавы, например нержавеющие стали, титановые и алюминиевые сплавы и др., обладают высоким сопротивлением коррозионной усталости из-за образования на их поверхности стойких к воздействию коррозионных сред оксидных пленок. Можно предположить, что постоянное или периодическое разрушение этих пленок, обеспечивающее доступ коррозионной среды к деформируемому металлу, должно активизировать процесс его коррозионно-усталостного разрушения. На практике очень многие детали машин подвергаются одновременному воздействию циклических напряжений, контактирующих элементов и коррозионной среды. Такие условия реализуются, например, при свободной посадке деталей, в узлах трения, болтовых и прессовых соединениях, бурильной колонне, гребных и турбинных валопроводах и т.п. Поэтому изучение влияния внешнего трения на процесс коррозионно-усталостного разрушения металлов представляет собой важную научно-практическую задачу.

При создании сварных конструкций химаппаратуры и энергетических агрегатов в многослойном исполнении особую важность приобретают вопросы, связанные с оценкой их несущей способности с учетом воздействия эксплуатационных, технологических и силовых факторов [1]. Известно, что иногда изделия такого класса в эксплуатационных условиях могут подвергаться воздействию циклических нагрузок. Одной из основных характеристик, определяющих несущую способность многослойных конструкций, эксплуатируемых в условиях циклического нагружения, является сопротивляемость металла и сварных соединений усталостным разрушениям. При переходе .на сварные конструкции с многослойной CTOHKOUJ помимо комплекса

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений, нахлесточных соединений с прикреплением патрубков и многослойного металла с перфорационными отверстиями. Основным видом несущего соединения многослойных конструкций является стыковой монолитный шов, выполненный автоматической или ручной сваркой. Исходя из этого, при расчетной проверке многослойных конструкций на выносливость в качестве основного расчетного сопротивления принимаются характеристики сопротивления усталости стыкового соединения, устанавливаемые нормами расчета на прочность на основании результатов соответствующих экспериментов. Таким соединениям, как вварка различного рода патрубков и устройство отводов в многослойной стенке, а также другим конструктивным особенностям (устройство перфорационных отверстий) отводится второстепенная роль. Однако эти элементы в конструкциях из монолитного металла создают повышенную в сравнении со стыковыми соединениями концентрацию напряжений, которая, в большинстве случаев, является определяющим фактором, обусловливающим инициирование и развитие усталостных разрушений. Эти виды соединений могут определять также несущую способность многослойных сварных конструкций, подвергающихся в эксплуатационных условиях воздействию циклических нагрузок. Все это потребовало выполнения специальных исследований, связанных с сопоставлением сопротивления усталости рассмотренных видов соединений. Испытаниям подвергались три серии образцов: первая — эталонный многослойный образец со стыковым соединением; вторая — образец, воспроизводящий устройство перфорационных отверстий в многослойной стенке; третья — образец воспроизводящий вварку угловыми швами мо-

3. Требуют дальнейшего совершенствования методы прогнозирования разрушений металлоконструкций, подверженных воздействию циклических нагрузок.

(со < 1 - 2 Гц) усталость. При малоцикловой усталости число циклов до разрушения составляет N < 104-105, в то время как при многоцикловой - N > 105-108 [3]. Многочисленные эксперименты с конструкционными материалами, которые подвергались воздействию циклических напряжений, в широком диапазоне изменения частоты нагружения (со = 10 - 10000 Гц) показали, что увеличение частоты приводит к ускорению процесса пластического течения по росту дефектов, а отсюда к резкому снижению общей долговечности материала.

Улучшаемыми называют такие стали, которые используются после закалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали (40Х, 40ХФА, ЗОХГСА, 38ХНЗМФА и др.) содержат 0,3—0,5% углерода и 1—6% легирующих элементов. Стали закаливают с 820—880 °С в масле (крупные детали — в воде); высокий отпуск производят при 500—650 °С с последующим охлаждением в воде, масле или на воздухе (в зависимости от состава стали). Структура стали после улучшения — сорбит. Данные стали применяют для изготовления валов, шатунов, штоков и других деталей, подверженных воздействию циклических или ударных нагрузок. В связи с этим улучшаемые стали должны обладать высоким пределом текучести, пластичностью, вязкостью, малой чувствительностью к надрезу.

Пружины, рессоры и другие упругие элементы работают в области упругой деформации материала. В то же время многие из них подвержены воздействию циклических нагрузок. Поэтому основные требования к пружинным сталям — это обеспечение высоких значений пределов упругости, текучести, выносливости, а также необходимой пластичности и сопротивления хрупкому разрушению.

Термическая обработка конструкций общего назначения, работающих в природном диапазоне температур (±60° С), производится обычно (схема 2) для снятия сварочных напряжений и восстановления свойств хрупких и иного рода прослоек, возникающих при сварке в шве и на различных участках зоны термического влияния. При термической обработке могут также восстанавливаться свойства материала у различных конструктивных и технологических концентраторов напряжений, расположенных в пластически деформируемой зоне сварного соединения. Все это должно приводить к повышению хрупкой прочности конструкции и устранению опасности преждевременных разрушений при нагрузках ниже расчетных, а для конструкций, подверженных воздействию циклических напряжений — к повышению усталостной прочности.

внешнего вида материала; механическим показателям материала (предел прочности при изгибе, разрушающие напряжения при сжатии, растяжении); коэффициенту диффузии (для оценки сопротивляемости материала воздействию химических реагентов); воздействию на материал нагрузки и окружающей агрессивной среды.

Химико-термомеха-нически стойкое (аппаратное) Сочетание в стекле высоких показателей — химической устойчивости, термостойкости и механической прочности Изготовление стеклянных изделий и деталей: трубопроводов, баллонов, реакторов, водомерных, смотровых и защитных стекол и других элементов для паровых котлов, автоклавов, химических аппаратов и объектов новой техники, подвергающихся в условиях службы одновременному воздействию химических реагентов (вода, водяной пар, соли и пр.), повышенных температур и их колебаний и механических нагрузок (давления)

Каменное литье получают переплавкой (1350—1550° С) базальтов, диабазов и других горных пород, а также металлургических шлаков и топливной золы с соответствующей подшихтовкой, заливкой расплава в разовые или постоянные формы с последующим строгим режимом охлаждения для обеспечения бездефектного затвердевания отливок. Каменное литье обладает высокой химической стойкостью и износостойкостью и поэтому является незаменимым материалом для химического, горнообогатительного и другого машиностроения, где машины подвержены воздействию химических сред и разрушающему действию материалов, обладающих абразивными свойствами. Каменное литье, в связи с освоением метода отливки по выплавляемым моделям, обладает достаточно высокой точностью, хотя основную массу каменного литья выпускают в виде футеровочных плит и других изделий несложной формы. Из брака каменных отливок, а также из специальных шихт изготовляют каменный порошок для кислотоупорных замазок. Каменное литье подразделяют на черное (вернее, серое) и белокаменное, хотя и обладающее несколько пониженными свойствами (табл. 7), но позволяющее путем добавки в шихту (кварц, известняк, доломит) окислов получать каменное литье различной окраски приятных тонов.

где машины подвержены воздействию химических сред и разрушающему действию материалов, обладающих абразивными свойствами. Каменное литье в связи с освоением методов отливки по выплавляемым моделям обладает достаточно высокой точностью, хотя основную массу каменного лптья выпускают в виде футеровочных плит и других изделий несложной формы. Из брака каменных отливок, а также из специальных шихт изготовляют каменный порошок для кислотоупорных замазок. Каменное литье подразделяют на черновое (вернее, серое) и белокаменное, хотя и обладающее несколько пониженными свойствами (табл. 20), но позволяющее путем добавки в шихту (кварц, известняк, доломит) окислов получать каменное литье различной окраски приятных тонов.

эмаль 964-43 воздействию химических агрессив-

Обкладки поверхностей аппаратов и сосудов, подвергающихся воздействию химических реагентов при повышенных температурах, выполняются обычно из одной твердой резины — эбонита или полуэбонита.

Сопротивляемость воздействию химических веществ. Войлочное уплотнение из шерсти выдерживает воздействие слабых растворов минеральных кислот, если при этом оно не подвергается 12

Трубы из ацетобутирата целлюлозы применяются прежде всего в нефтяной и химической промышленности, перерабатывающей нефтяные продукты, благодаря стойкости к воздействию химических веществ, небольшим гидравлическим потерям (при одинаковой мощности насоса количество нефти, протекающей в единицу времени через трубопровод из ацетобутирата целлюлозы, приблизительно на 40% выше, чем в металлическом трубо-

Трубы и арматура из полиамидов (нейлона) не имеют в настоящее время широкого применения. Их используют в пищевой промышленности (благодаря высокой стойкости воздействию химических веществ и легкости очистки), реже — в химической и текстильной промышленностях, а также в коммунальном хозяйстве.

Гидроксилирование или аминирование бензольного ядра (т. е. введение в него гидроксильной или аминогруппы) понижает его устойчивость к воздействию химических агентов. Поэтому фенольноформальдегидные и аминофор-мальдегидные смолы сравнительно малостойки: они легко подвергаются действию окислителей -и разрушаются при повышенных температурах.

Полистирольные иониты (как не содержащие в бензольном ядре групп —ОН и —NH г достаточно устойчивы и к воздействию химических агентов, и к температурному воздействию (допускают работу с ними при температурах ~100°С). Этим обусловлено их широко растущее в последнее время применение.